DETERMINATION OF THE OPTIMAL SOLAR PANEL INCLINE ANGLE USING TWO DIFFERENT SIMULATION PROGRAMS: AZERBAIJAN EXAMPLE

Öz

Today, the use of renewable energy sources is increasing gradually by developing new technologies in order to meet the energy needs created by the ever-increasing human population and industrial society and to reduce external dependence on energy. Solar energy, which is the most widely used of renewable resources, is more preferred due to its affordable cost and easy installation. In order to obtain the optimum amount of electricity from solar energy, it is very important to place the PV panels at an optimum angle to the sun. In addition, other factors such as shade avoidance, appropriate and quality equipment, dust and pollution avoidance also affect the optimum energy from the sun. Within the scope of this thesis, with the aim of increasing the incentive for renewable energy in Azerbaijan, which is still developing in terms of solar energy investments, the optimum panel tilt angle and the amount of radiation coming on PV panels at different tilt angles in annual change processes for 14 different political regions of Azerbaijan were calculated, and the most suitable city for the installation of PV panels was determined by converting the obtained radiation amounts into electrical energy.

Anahtar Kelimeler

• Solar cells
• Optimum tilt angle
• PVGIS
• PVsyst
• Azerbaijan

İKİ FARKLI SİMÜLASYON PROGRAMI KULLANILARAK OPTİMUM GÜNEŞ PANELİ EĞİM AÇISININ BELİRLENMESİ: AZERBAYCAN ÖRNEĞİ

Öz

Günümüzde nüfus artışı ve teknolojideki gelişmelere bağlı olarak artan enerji talebini karşılamak ve enerjide dışa bağlamlılığını azaltmak için, yeni teknolojiler geliştirerek yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımdaki payını artırmak oldukça önemlidir. Yenilenebilir kaynaklardan en yaygın kullanılmakta olan güneş enerjisi uygun maliyeti ve kolay kurulumu olması nedeniyle daha çok tercih edilmektedir. Ancak gölgeden kaçma, uygun ve kaliteli ekipmanlar, toz ve kirlilikten kaçma gibi diğer etkenler de güneşten optimum şekilde enerji almayı etkilemektedir. Bu nedenle güneş enerjisinden optimum miktarda elektrik elde edilebilmesi için, PV panellerin güneşe optimum bir açıda yerleştirilmesi oldukça önem arz etmektedir. Bu tez kapsamında, güneş enerjisi yatırımları açısından henüz yeni gelişmekte olan Azerbaycan’da yenilenebilir enerji teşviklerinin arttırılması ve kullanımının yaygınlaştırılması amacı ile, 14 farklı siyasi bölge için yıllık değişim süreçlerinde optimum panel eğim açısı ve farklı eğim açılarında PV paneller üzerine gelen radyasyon miktarları hesaplanmış ve elde edilen ışınım miktarları elektrik enerjisine dönüştürülerek PV panellerin kurulumu için en uygun şehir belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Güneş Pilleri
• Optimum eğim açısı
• PVGİS
• PVsyst
• Azerbeycan

Kaynakça

1. [1] Hernández-Callejo, L. Gallardo-Saavedra S., Alonso-Gómez(2019). A review of photovoltaic systems: Design, operation and maintenance, Solar Energy, 88, 426-440
2. [2] Koç, E. ve Şenel, M. C. (2013). Dünyada ve Türkiye’de Enerji Durumu–Genel Değerlendirme. Mühendis ve Makina Dergisi, 54 (639), 32-44.
3. [3] Şenel, M. C. (2012). Rüzgar Türbinlerinde Güç İletim Mekanizmalarının Tasarım Esasları-Dinamik Davranış. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü., 202s.
4. [4] Ember; Energy Institute Statistical Review of World Energy (2023), http-1: https://ember-climate.org/data-catalogue/yearly-electricity-data/ (Erişim tarihi: 20.07.2023).
5. [5] Yağlı, H., Koç, Y., Koç, A., Görgülü, A., ve Tandiroğlu, A. (2016). Parametric Optimization and Exergetic Analysis Comparasion of Subcritical and Supercritical Organic Rankine Cycle (ORC) for Biogaz Fuelled Combined Heat and Power (CHP) Engine Ex-haust Gas Waste Heat. Energy., 111, 922- 930.
6. [6] Handbook of Solar Radiation Data for India, Anna Mani, Allied Publishers, New Delhi, 1981.
7. [7] Köse, S. (1986). Yarıiletken Güneş Pilleri ve Verimlilikleri. Yüksek Lisans Tezi, Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü., 78s.
8. [8] http- 46: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/phys-2022- 0042/html?lang=en#j_phys-2022-0042_ref_007 (Erişim tarihi: 02.09.2023).

9. [9] B. Belmahdi and A. El Bouardi. (2020) Solar potential assessment using PVsyst software in the northern zone of Morocco. Procedia Manufacturing., 46, 738–745.
10. [10] Dal, A. R. (2021). Güneş Enerji Panellerindeki Optimum Eğim Açısının Verime Etkisinin İncelenmesi. BŞEÜ Fen Bilimleri Dergisi., 241-250.
11. [11] Taha, H. M. and Hameed, S. (2020). Optimization of Tilt Angle of a PV System to Get Maximum Generated Power: a Case Study. Kurdistan Journal of Applied Research., 5 (2), 71-81.
12. [12] R. A. Messenger, J. Ventre (2003) Photovoltaic systems engineering, Boca Raton, U. S.A, CRC Press.
13. [13] J. A. Duffie, W. A. Beckman. (2006). Solar engineering of thermal processes. Wiley, Hoboken, New Jersey, U. S. A.
14. [14] Patkó, I., Szeder, A. and Patkó, C. (2013). Evaluation the impact tilt angle on the sun collectors. Energy Procedia., 32, 222-231.
15. [15] Darhmaoui, H., & Lahjouji, D. (2013). Latitude based model for tilt angle optimization for solar collectors in the Mediterranean region. Energy Procedia., 42, 426-435.
16. [16] Şenpınar, A. (2006). Güneş Açılarına Bağlı Olarak Optimum Sabit Güneş Paneli Açısının Hesaplanması. Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Dergisi., 4 (2), 36-41.
17. [17] Stine, W. B. and Geyer, M. (2015). Power from the Sun.
18. [18] Despotovic, M. and Nedic, V. (2015). Comparison of optimum tilt angles of solar collectors determined at yearly, seasonal and monthly levels. Energy Conversion and Management., 97, 121-131.
19. [19] http- 48: https://www.whatnextnow.com/home/solar/PVGIS-a-comprehensivesolar-panel-calculator-for-photovoltaic-systems (Erişim tarihi: 05.09.2023).
20. [20] Gracia, A. M. and Huld, T. (2013). Performance comparison of different models for the estimation of global irradiance on inclined surfaces. European Comission: Luxemburg.
21. [21] http- 51: https://www.purepower.com/blog/when-to-use-pvsyst-helioscopeand-sam (Erişim tarihi: 05.09.2023).
22. [22] Kumar, R., Rajoria, C. S., Sharma, A. and Suhag, S. (2021). Design and simulation of standalone solar PV system using PVsyst Software: A case study. Materials Today: Proceedings., 46, 5322-5328.
23. [23] Ekanem, O. D. and Onojo, J. O. (2017). Determination of yearly fixed optimal tilt angle for flat-plate photovoltaic modules based on perez transposition model. American Journal of Software Engineering and Applications., 6 (3), 80.