Life Cycle Cost Analysis of Domestic Photovoltaic System

Abstract

Life cycle cost analysis is a systematic analytical method that helps identify and evaluate the environmental impacts of a specific process or competing processes. In order to quantify the costs, resource consumption, and energy use, material and energy balances are performed in a cradle-to-grave manner on the operations required to transform raw materials into useful products. In this study; life cycle cost analysis of photovoltaic energy systems, which using to supply electric for a house, connecting and non-connecting with the grid are calculated for Goller Region climatic conditions. Parametric studies show that, life cycle cost assessment of photovoltaic systems which are connecting and non-connecting with the grid are calculated 0.40 and 0.67 $/ kWh, respectively. Also, it was found that, the costs per unit of capacity decrease with electricity production capacity, until a maximum capacity is reached.

Keywords

• Photovoltaic energy systems, Solar radiation, Life cycle cost analysis.

Evsel Fotovoltaik Sistemlerin Ömür Boyu Maliyet Analizi

Öz

Kullanım ömrü maliyet analizi özel proseslerin veya kıyaslaması yapılacak proseslerin çevresel etkilerini tanımlayan ve değerlendiren bir sistematiksel analitik metottur. Sistemin maliyetini belirlemek için; kaynak tüketimini, enerji kullanımını, malzeme ve enerji dengelerini, ham maddeleri kullanılabilir ürünlere çevirme operasyonlarında beşikten mezara şeklinde bir konu olarak ele alır. Bu çalışmada, şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız olarak bir evin elektrik ihtiyacını karşılamada kullanılan fotovoltaik enerji sistemlerinin ömür boyu maliyet analizleri hesaplanmıştır. Yapılan parametrik çalışmalara göre, şebekeye bağımlı ve şebekeden bağımsız sistemin yıllık ürettikleri güç miktarı kullanılarak her iki sistem için ömür boyu maliyet sırasıyla 0.40 ve 0.67 $/kWh olarak bulunmuştur. Aynı zamanda maksimum kapasiteye ulaşıncaya kadar sistemin birim ünitesi başına maliyet elektrik üretim kapasitesiyle azaldığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Fotovoltaik enerji sistemleri, Güneş radyasyonu, Ömür boyu maliyet analizi.

Kaynakça

1. BCA, Photovoltaic demonstration projects. 2004. http://www.neec.gov.sg/renewables/ BCA%20PV%Project%20(2004).doc.
2. Curran, M.A. 1996. Environmental Life Cycle Assessment, McGraw-Hill, New York.
3. Das, D., Veziroglu, T.N. 2001. Hydrogen Production by Biological Processes: A Survey of Literature, International Journal of Hydrogen Energy. 26, 13.
4. Dhillon, B.S. 1988. Life Cycle Costing, Gordon and Breach science Publishers, New York.
5. Dhillon, B.S. 2010. Life Cycle Costing for Engineers, CRC Press, New York.
6. Dieter, G.E. 1983. Engineering Design, New York, McGraw-Hill Book Company.
7. EPIA, 2010. European Photovoltaic Industry Association. “Annual Report”, 11.
8. Fonash, S. 2010. Solar Cell Device Physics, Academic Press, New York.

9. Goswami, D.Y., Kreith, F., Kreider, J. F. 2000. Principles of Solar Engineering. Taylor and Francis, New York.
10. Gregory, A.K. 1994. The Application of Life Cycle Assessment to Design, Journal of Cleaner Production. 1 (3-4), 143-149.
11. KEP, 1998. Kyushu Electric Power Co. Ltd., Energy Management in Power Plants, JICA and KITA, Japonya.
12. Kılıç, A ve Öztürk, A. 1980. Güneş Enerjisi, Kipaş Dağıtım. 331 s.
13. Kiziroglu, İ. 2005. Alternatif Enerji Kaynakları İnsanlığı Kurtaracak, Popüler Bilim Dergisi. 12 (50-54).
14. Lodhi, M.A.K. 1997. Photovoltaics and Hydrogen Future Energy Options, International Journal of Energy Conversion and Management. 38 (1881).
15. Masters, G. M. 2004. “Renewable and Efficient Electric Power Systems”, Stanford University Kanada, 474.
16. Messenger, R. A., Ventre, J. 2005. “Photovoltaic Systems Engineering, Second Edition”, Taylor & Francis e-Library, 57, 76, 394, 395.
17. Öztürk, M., Bezir, N.Ç., Özek, N. 2008. Güneş Havuzlarının Kullanım Ömrü Maliyet Analizi. Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14 (2), 247-252.
18. Öztürk, M. 2009. Hidrojen Üretim Yöntemlerinin İncelenmesi. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
19. Sarma, K.C., Adeli, H. 2000. Fuzzy Discrete Multi-Criteria Cost Optimization of Steel Structures, Journal of Structural Engineering (ASCE), 126 (11), 1339-1347.
20. Solarbuzz, Solar module and inverter price. 2010. http://www.solarbuzz.com.
21. Utlu, Z., Hepbaşlı, A. 2006. Energetic and Exergetic Assessment of the Industrial Sector at Varying Dead (Reference) State Temperatures: A Review with an Illustrative Example. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 12 (5), 1277-1301.
22. Wies, R.W., Johnson, R.A., Agrawal, A.N. 2005. Life Cycle Cost Analysis and Environmental Impacts of Integrating Wind Turbine Generators (WTGs) into stand-alone hybrid power systems. WSEAS Transactions on Systems, 4 (9), 1383-1393.