Güneş enerjisinin İç Anadolu bölgesinde kullanılabilirliği ve sistem analizi

Yıl 2023, , 1351 - 1359, 15.10.2023

Müjdat Öztürk , Ramazan Kayabaşı

https://doi.org/10.28948/ngumuh.1310627

Öz

Güneş enerjisinden maksimum elektrik üretimi için kurulumların ışınım şiddeti, berraklık indeksi, güneşli gün sayısı ve güneşlenme süresi yüksek illere yapılması oldukça önemlidir. Yapılan bu çalışmada, İç Anadolu Bölgesinde bulunan illerin güneş enerji potansiyeli ve güneş enerjisinden elektrik enerjisi olarak yararlanma potansiyeli araştırılmıştır. Half-cut PV panel kullanılan sistemin Ankara ve Konya iklim şartlarında TRNSYS programı ile modellemesi yapılmıştır. Modellemesi yapılan iller ile diğer illerin potansiyelleri ve enerji üretim değerleri karşılaştırılmıştır. Güneş enerjisinden Ankara ve Konya illerinin yıllık elektrik üretim değerleri sırasıyla 558 ve 584 kW’tır. En yüksek ışınım şiddeti 1660 kWh/m²-yıl, en yüksek güneşlenme süresi 3007 saat/yıl ve 0.54 ile en yüksek berraklık indeksine Karaman sahiptir. Konya’da bütün aylarda Ankara’dan daha yüksek sonuçlar elde edilmiştir. Yapılan analizlerde Karaman ve Konya yatırım yapılabilirlik düzeyi en yüksek olan şehirlerdir. Karaman güneş enerjisi bakımından en avantajlı il durumunda olmasına rağmen Konya ili en yüksek kurulu güç oranına sahiptir.

Anahtar Kelimeler

Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Güneş Enerji Santrali, İç Anadolu Bölgesi Güneş Enerji Potansiyeli, Berraklık İndeksi, PV Modelleme

Usability and system analysis of solar energy in the Central Anatolia region

Öz

For maximum electricity generation from solar energy, it is very important that the installations are made in cities with high radiation intensity, clearness index, number of sunny days and sunshine duration. In this study, the solar energy potential of the cities in the Central Anatolia Region and the potential to benefit from solar energy as electrical energy were investigated. The system using half-cut PV panels was modeled with TRNSYS program in Ankara and Konya climate conditions. The potentials and energy production values of the modeled cities and other cities were compared. Annual electricity generation values of Ankara and Konya cities from solar energy are 558 and 584 kW, respectively. Karaman has the highest radiation intensity of 1660 kWh/m²-year, the highest sunshine duration of 3007 hours/year and the highest clearness index of 0.54. Higher results were obtained in Konya than Ankara in all months. In the analyzes made, Karaman and Konya are the cities with the highest investment level. Although Karaman is the most advantageous city in terms of solar energy, Konya has the highest installed power ratio.

Anahtar Kelimeler

Renewable Energy Sources, Solar Power Plant, Central Anatolia Region Solar Energy Potential, Clearness Index, PV Modelling

Kaynakça

• Ç. Aydoğdu, Yenilenebilir enerji sektöründe ve enerji verimliliğinde kamusal destekler ve Türkiye’de yansımaları. Akademik İzdüşüm Dergisi, 6(1), 52-74, 2021.
• G. Duran ve S. Çelikkaya, Batı Akdeniz Bölgesi güneş enerji sistemleri kümelenme düzey analizi. İktisadi İdari ve Siyasal Araştırmalar Dergisi, 4(9), 171-187, 2019.
• Y. Nakada, H. Takahashi, K. Ichida, T. Minemoto and H. Takakura, Influence of clearness index and airmass on sunlight and outdoor performance of photovoltaic modules. Current Applied Physics, 10(2), 261-264, 2010.
• A. N. Celik, A simplified model based on clearness index for estimating yearly performance of hybrid PV energy systems. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 10(8), 545-554, 2002. https://doi.org/10.1002/pip.450
• B. S. Lai, X. Li, L. L. Lai and M. D. McCulloch, Daily clearness index profile sand weather conditions studies for photovoltaic systems. Energy Procedia, 142, 77-82, 2017. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.12.013
• F. E. Maham ve E. Akarslan, Güneş ışınım tahmini için farklı güneşlenme durumlarından faydalanan hibrit bir yöntem tasarımı. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(3), 588-596, 2022. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1074290
• E. Elibol, Ö. T. Özmen, N. Tutkun and O. Köysal, Outdoor performance analysis of different PV panel types. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 67, 651-661, 2017. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.051
• N. K. Kaynar, Yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin Amasya ilindeki potansiyeli. Bilge International Journal of Science and Technology Research, 4(2), 48-54, 2020.
• A. Çifci ve E. Altundağ, Burdur bölgesi güneş enerjisi potansiyelinin elektrik üretiminde kullanılabilirliği. Mesleki Bilimler Dergisi, 6(2), 111-120, 2017.
• H. Kılıç, B. Gümüş ve M. Yılmaz, Diyarbakır ili için güneş enerjisi verilerinin meteorolojik standartlarda ölçülmesi ve analizi. EMO Bilimsel Dergi, 5(10), 15-19, 2016.
• K. M. Aksungur, M. Kurban ve Ü. B. Filik, Türkiye’nin farklı bölgelerindeki güneş ışınım verilerinin analizi ve değerlendirilmesi, Anadolu Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 1-4, 2011.
• Ö. F. Ertuğrul ve M. B. Kurt, Güneydoğu Anadolu bölgesinin yenilebilir enerji kaynakları yönünden değerlendirilmesi. V. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, sayfa 232-237, Diyarbakır, Türkiye, 2009.
• M. Öztürk, O. Çalişir and G. Genç, Energy, exergy and economic (3E) evaluation of the photovoltaic/thermal collector-assisted heat pump domestic water heating system for different climatic regions in Turkey. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 145, 1431-1443, 2021. https://doi.org/10.1007/s10973-021-10675-9
• Y. S. İşler ve M. Salihmuhsin, Şebekeden bağımsız bir PV sistemin TRNSYS ile gerçek zamanlı modellenmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21(1), 66-76, 2018.
• S. Duman ve M. Alçı, Yarım ve tam fotovoltaik hücreleri ile tasarlanan güneş enerjisi panellerinin toplam verimliliğini etkileyen parametrelerinin incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11(3), 592-600, 2022. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1073976
• TRNSYS. 2006. TRNSYS 16, a transient system simulation program. The Solar Energy Laboratory, University of Wisconsin-Madison, Madison, U.S.A.
• World Final Energy, Statistics Trends and Impacts. https://www.worldenergydata.org/world-final-energy/, Accessed 05 April 2023.
• M. B. Ağırkaya, Türkiye ekonomik büyümesinde yenilenebilir enerji: mevcut durum, gelecek beklentileri, istihdam ve yatırım fırsatları. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 12(3), 2327-2350, 2022. https://doi.org/10.48146/odusobiad.1103005
• Anonim, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Türkiye elektrik talebi projeksiyon raporu, EIGM, Ankara, Aralık 2021.
• N. Celik and E. Özgür, Review of Turkey's photovoltaic energy status: Legal structure, existing installed power and comparative analysis, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 134, 1-12, 2020. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110344
• T. C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Enerji İstatistikleri. https://www.enerji.gov.tr/en-S/Pages/Solar, Accessed 01 March 2023.
• U. K. Das, K. S. Tey, M. Seyedmahmoudian, S. Mekhilef, M. Y. I. Idris, W. Van Deventer and A. Stojcevski, Forecasting of photovoltaic power generation and model optimization: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 912-928, 2018. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.017
• T. C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Elektrik. https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-enerji-elektrik, Accessed 08 April 2023.
• T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/, Accessed 12 April 2023.