Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’ndan (NREL) yeni istatistikler, gerçek boyuttaki bitki ve projelere dayanan ve model veya projeksiyonlara dayalı olmayan, çeşitli boyut ve teknolojilere sahip bir Güneş enerjisinin hesaplanması ve doğru tesisi bulmak için ne kadar araca ihtiyaç duyulduğunu ortaya koyuyor.
Güneş Enerjisi Hesaplarıyla İlgili Yenilikler
NREL’in önceki tahminleri ve birkaç yıl önce yayımlanan Güneş enerjisinin hesaplanması ve arazi kullanım gereksinimlerinin hesaplanması, toplam elektrik talebini ve ülkenin toplam arazisinin yaklaşık yüzde 0,6’sını veya yaklaşık 14-15 milyon dönümlük bir alanın karşılanacağını gösterdi.
Ancak, NREL, SEİA’dan gelen 3Ç12 verileri itibarıyla, ülke genelinde kurulmuş veya kurulmakta olan güneş panelleri ve konsantre güneş termik enerji santrallerinin üçte ikisinden daha fazla veriyi toplar. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, arz edilen miktarın, hangi güneş enerjisi teknolojisinin uygulandığına, aradaki ağırlığa ve çevredeki araziyi de kapsayan toplam alana doğrudan etkinin nasıl hesaplandığına bağlı olarak geniş ölçüde değiştiğini tespit ettiler.
Yine aynı şekilde, bir sitede konuşlandırılan güneş enerjisi teknolojisi ve sistemlerinin türüne bağlı olarak toplam arazi kullanımı gereksinimlerini çok geniş bir yelpazede buldular. Genel olarak, üretim ağırlıklı güneş enerjisi santralleri 3 dönüm ila 5.5 dönüm arasında değişen yılda ortalama 3.5 dönüm bir alan kaplamaktadır. Doğrudan arazi etkileri nesil ağırlıklı olarak 2.9 dönüm/yıl üzerinde gerçekleşir.
Kapasite ağırlıklı olarak toplam arazi ihtiyacı ortalama 8,9 dönüm ve doğrudan arazi kullanımı için 7,3 dönümdür. Hesaplamalarını yeniden tanımlayan NREL, geniş bir sabit eğimli güneş paneli tesisinin, yıllık üretim başına 2.8 dönüm gerektirdiğini tespit ediyor. Bir başka deyişle, 32 dönümlük bir panel tesisi 1.000 hane için enerji sağlayabilir.
Çoklu Enerji Üretimi ve Arazi Kullanımı
Son yıllardaki birkaç çalışma, çoklu enerji üretim kaynaklarını yalnızca arazi kullanım gereksinimleri ile karşılaştırmaya çalıştı:
Çeşitli enerji üretim kaynakları arasındaki arazi kullanım gereksinimlerinin geniş kapsamlı muayeneleri birkaç yıl önce, en çok Columbia Üniversitesi’nden Vasilis Fthenakis, Clinton Andrews ve diğerleri tarafından gerçekleştirildi. Lincoln Arazi Kullanımı Enstitüsü için Fthenakis çalışmasındaki paketlerden birinde yaşam döngüsü elektrik çıkışı temelinde ABD güneybatısındaki şebeke bazlı panel için doğrudan ve dolaylı arazi etkileri, yüzeyli maden kömürü kullanan ortalama ABD santralinden daha düşüktür.
NREL daha önce rüzgar santrali arazi kullanımını MW başına yaklaşık 85 dönümlük ve 3.0 ± 1.7 MW / km2 kapasite yoğunluğunda hesaplamıştır.
Yale, türbin seviyesine kadar rüzgar enerjisi kullanımını hesapladı ve türbin başına 1-3 dönüm olduğunu saptadı.
Türkiye’de Güneş Enerjisi İçin Arazi Uygunluk Durumu
- Arazi eğimi 3 dereceden büyük olan alanlarda,
- Kara ve demir yolları ile 100 metre emniyet şeridi içindeki alanlarda,
- Hava alanları ile 3 km emniyet şeridi içindeki alanlarda,
- Yerleşim bölgeleri ile 500 metre emniyet şeridi içindeki alanlarda,
- Çevre Koruma, Milli Parklar ve Tabiat Alanları ile 500 metre emniyet şeridi içindeki alanlarda,
- Göl, nehir, baraj gölü ile sulak alanlarda,
- Koru ormanları, özel ormanlar, ağaçlandırma alanları, Bataklıklar, Fidanlıklar, Sazlıklar ve Muhafaza Ormanları gibi alanlarda,
kurulması uygun değildir.
1 MW Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrali için Gerekli Yüzey Alanı Nasıl Hesaplanır?
Fotovoltaik paneller 0,7 m2 – 1,7 m2, güçlerine göre 70 Wp – 250 Wp ve verimlerine göre ince filmler %10 – %12, kristalin güneş panelleri %11 – %16 gibi farklı boyut ve kapasitelerde olabilir.
Kurulacak santral için gerekli alan kullanılan panelin türü (kristalin, ince film), panellerin eğim açısına, paneller arasındaki açıklığa ve panellerin güneşi takip (fixed or tracker system) edip etmediğine göre değişmektedir.
İnce film güneş panelleri (verimleri %10 – %12) kullanıldığında yaklaşık 2,2 – 2,5 Ha/MWp alan, kristalin güneş panelleri (verimleri %12 – %16) kullanıldığında ise yaklaşık 1,7 – 2,1 Ha/MWp alana ihtiyaç vardır.
Güneş Santrali İçin Gerekli Alanlar
Ülkemizde ortalama ışıma 1650 kWh/m2yıl’dan büyük olan 4600 m2 üç bölgededir. Bu bölgelerde güneş santrali alanı olarak kullanılabilir alan oranı %25’dir.
Güneş enerjisinden elektrik enerjisi dönüşüm verimi %20 olduğu düşünülürse, teknik olarak yıllık güneş enerjisi üretim potansiyeli 380 milyar kWh/yıl civarındadır. Ülkemizde yaklaşık 200.000 kWh/yıl elektrik enerjisi tüketilmektedir. Bu hesaplama ülkemizde güneş enerjisi potansiyelinin ne kadar yüksek olduğu sonucunu ortaya çıkarıyor.
Jeotermal Enerji Derneği, jeotermal oranların en iyi olduğunu bulmaya yarayan bir enerji üretim kaynakları karışımı için önümüzdeki 30 yıllık bir süreç için arazi kullanım gereksinimlerine bakıyor.
Ancak, bu tür karşılaştırmalar bazen tanımların normalleşmesi için güç olmakla birlikte zorlayıcıdır. Enerji seçenekleri, bölgeye bağlıdır ve belirli yerler veya kaynak alanlarında sınırlandırılmıştır. Arazi kullanım gereksinimlerini etkileyen diğer faktörler, güneş panellerinden izleme sistemlerine, enerji depolamaya dahil edilmek üzere konuşlandırılmış spesifik teknolojileri içerir. Gerçek enerji üretiminin fiziksel ayak izi dahil olmak üzere, yaygın bir fayda ölçekli güneş enerjisi tesisi, madencilik yönünü denklemden kaldırırsa, bağımsız bir kömür santraline kıyasla daha çok kara parçası gerekir. Nükleer santraller, enerji çıkışı için en küçük kara gereksinimi alanına sahiptir.
Nihayet, NREL’in Güneş enerjisinin hesaplanması ve toprak kullanımı ile ilgili yeni sayıları, diğer enerji üretim kaynaklarına göre daha iyi veya daha kötü olduğunu söylemek kadar sığ bir anlama gelmiyor. Yeni NREL raporunun kurucusu Sean Ong, “Tüm bu arazi kullanım sayıları varsayıma dayanıyor, ancak somut bir şey bulunmuyor” dedi.