Köşe Yazısı – Vural Cantuğ Akkaş
Eviniz için kaç tane güneş paneline ihtiyaç duyacağınızı belirlemek, önce hedeflerinizin ne olduğunu bilmek anlamına gelir. Karbon ayak izinizi en aza indirmek ister misiniz? Yatırımınızın getirisini en üst düzeye çıkarmak? Mümkün olduğunca çok para biriktirmek mi? Çoğu insan çevresel etkilerini en aza indirirken paradan tasarruf etmek ister.
İhtiyacınız olan güneş panelini hesaplamak için, aşağıdakileri bilmeniz gerekir: hanenizin ne kadar enerji kullandığı; çatınızın kullanılabilir yüzey alanı; Bölgenizdeki iklim ve güneş ışınımı (radyasyon değeri); düşündüğünüz fotovoltaik (PV) panellerin watt ve göreceli verimliliği; ve net metering (mahsuplaşma) uygulanabilirliği.
1. Ne kadar güneş enerjisine ihtiyacınız olacak?
Evinizin ortalama enerji gereksinimlerini belirlemek için geçmiş faturalara bakın. Evinizin saatlik enerji ihtiyacını bölgenizdeki en yoğun radyasyon değeri (ışınım) ile güneşlenme süresini çarparak ve bunu bir panelin wattına bölerek kaç adet güneş paneline ihtiyacınız olduğunu hesaplayabilirsiniz. Bir aralık oluşturmak için düşük voltajlı (150W) ve yüksek gerilimli (370W) bir örnek kullanın (örn: 11.000 kWh/yıl üretmek için 17-42 panel). Çatının ne kadar güneş ışığı aldığını ve çatı boyutu ve depolama gibi faktörlerin de aynı şekilde olacağını unutmayın.
Ancak, ortalama ev için (ya da özellikle eviniz için) kaç güneş paneline ihtiyaç duyulduğu konusunda bir fikir edinmek için, aşağıdaki soru dizisi ile cevap bulabilirsiniz;
Güneş Panellerini Farklı Yönlere Yerleştirilmesi Hakkında Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/gunes-panellerini-farkli-yonlere-yerlestirebilir-miyiz-vural-cantug-akkas Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz.
2.Şu anda kaç Watt (W) kullanıyorsunuz?
Ortalama kullanım için elektrik faturanıza bakın. Tüketilen kilovatt saatleri (veya kWh/kWs) veya benzeri bir şey olup olmadığına bakın ve sonra temsil edilen zaman periyotunu (genellikle 30 gün) not edin. Faturanız kullanılan kilovat saatini göstermiyorsa, sayaç okumalarını başlangıç ve bitiş olarak arayın ve önceki okumayı en yeni olandan çıkarın.
Hesaplarımız için günlük ve saatlik kullanım istiyorsunuz. Ancak, faturanız günlük ortalama göstermiyorsa, aylık veya yıllık ortalamaları sırasıyla 30 veya 365 gün olarak bölün ve ardından saatlik ortalama elektrik kullanımı saatinizi belirlemek için 24’e bölün. Cevabınız kilovat saat olacaktır (kWs/kWh) -bir kilovat saat, herhangi bir zamanda, gücün kullanıldığı toplam süre ile çarpılan güç miktarını ifade eder-.
Ilıman bir iklime sahip küçük bir ev ayda 200 kWs gibi bir tüketime sahip olabilir ve güneydeki klimaların ev enerji kullanımının en büyük bölümünü oluşturduğu daha büyük bir ev 2.000 kWs veya daha fazla kullanabilir. Ortalama ABD bir ev, ayda yaklaşık 900 kWs (Yani günde 30 kWs veya saatte 1,25 kWs) kullanırken ülkemizde de bu, 2011 yılı TEİAŞ araştırmasına göre 253 kWs’tir.)
Ortalama günlük enerji kullanımınız, güneş ihtiyaçlarınızı hesaplamak için hedef günlük ortalamanızdır. Bu, enerji ihtiyacınızın yüzde 100’ünü karşılamak istiyorsanız, güneş enerjisi sisteminize ihtiyaç duyacağınız kilovat saat sayısıdır.
Güneş panellerinin her zaman maksimum verimlilikte çalışmadığını unutmayın. Örneğin hava koşulları, sisteminizin verimliliğini geçici olarak azaltabilir. Bu nedenle, uzmanlar olarak, ihtiyaç duyduğunuz tüm temiz enerjiyi sağlayabilmeniz için hedef günlük ortalamanıza yüzde 25’lik bir pay eklemenizi öneririz.
3. Bölgenizde kaç saat güneş ışığı bekleyebilirsiniz?
Bulunduğunuz yerin en yoğun güneş ışığı saatleri, ev güneş sisteminizin üretmesini bekleyeceğiniz enerji üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olacaktır. Örneğin, eğer Adana’da yaşıyorsanız, Trabzon’da yaşadığınızdan daha fazla sayıda güneşlenme süresi ve radyasyon değerine sahip olmayı bekleyebilirsiniz. Bu, Trabzonlu bir ev sahibinin güneşten yararlanamayacağı anlamına gelmez; sadece ev sahibinin daha fazla panele ihtiyacı olacağı anlamına gelir.
Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Güneş Enerji Potansiyeli Atlası (GEPA), il ve ilçelerimize ait radyasyon – güneşlenme süreleri – pv tip alan üretilebilecek enerji bilgilerini sağlamaktadır.
Güneş Enerjisi Potansiyeli Hesaplama Hakkında Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/gunes-enerjisi-potansiyeli-hesaplama Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz.
Şimdi saatlik elektrik üretim ihtiyacınızı Watt’a dönüştürmek için saatlik kullanımınızı (soru No. 1’e bakınız) 1.000 ile çarpın. Ortalama saatlik watt ihtiyacınızı bölgeniz için günlük en yoğun güneşlenme süresine bölün. Bu size panellerinizin her saat üretmesi gereken enerji miktarını verir. Yani günde ortalama 7,84 saat güneşlenme süresi olan bir alandaki ortalama bir ev (253 kWs/ay) 1,000 Watt’a ihtiyaç duyacaktır.
4. Güneş paneli çıkış verimini ne etkiler?
Burada güneş paneli kalitesi bir fark yaratıyor. Tüm güneş panelleri aynı değildir. Fotovoltaik güneş panelleri, panel büyüklüğüne ve verimliliğine ve hücre teknolojisine bağlı olarak, panel başına yaklaşık 150 W ila 370 W arasında değişen watt güçlerindedir.
Örneğin, ön taraftaki ızgara çizgilerine sahip olmayan güneş pilleri, geleneksel hücrelerden daha fazla güneş ışığını emer ve delaminasyon (peeling) gibi sorunlardan etkilenmez. Hücrelerin yapımı onları daha güçlü ve çatlamaya veya korozyona karşı daha dirençli kılar. Kalite ve verimlilikteki bu geniş çeşitlilikten ötürü, hangi güneş panellerinin sizin için doğru olduğu ya da eviniz için kaç taneye ihtiyaç duyacağınız hakkında genellemeler yapmak zordur. Paneller ne kadar verimli olursa, ne kadar fazla güç üretebilirlerse, aynı enerji çıkışını elde etmek için tavanınıza daha az ihtiyaç duyacaksınız. Konvansiyonel güneş panelleri genellikle farklı verimlilik seviyelerine sahip panel başına yaklaşık 250 W üretir.
İhtiyacınız olan toplam panel sayısını hesaplamak için kaç adet güneş paneli gerektiğini öğrenmek için, evinizin saatlik W ihtiyacını (soru No. 3’e bakınız) güneş panellerinin watt değeri ile bölün. Bu yüzden Adana’da bir evin, ideal bir sistemde (5kW’lık sistem) 20 adet geleneksel (250W) güneş paneline ihtiyacı olacaktır.
Güneş Enerjisi Hakkında Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/gunes-enerjisi-nedir/ Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz.
5. Güneş paneli boyutunun etkisi nedir?
Küçük veya alışılmadık şekilde şekillendirilmiş bir tavanınız varsa, güneş paneli büyüklüğü ve sayıları önemli hususlardır. Kullanılabilir geniş bir çatı alanıyla, belki de bazı veriminizi feda edebilir ve hedef enerji çıkışınıza ulaşmak için daha büyük paneller (panel başına daha düşük maliyet) satın alabilirsiniz. Ancak, kullanılabilir çatı alanınız sınırlıysa veya kısmen gölgeli ise, daha az sayıda küçük yüksek verimli panel kullanabilmek, uzun vadede mümkün olan en yüksek gücü elde etmenin en iyi yolu olabilir ve sonuçta size daha fazla para kazandırır.
Tipik konut güneş paneli boyutları bugün yaklaşık 1,64m x 0,99m veya 5,25 feet x 3,25 feet, üreticiler arasında bazı farklı varyasyonlar bulunmaktadır. Bu boyutlar uzun süre bu şekilde değişmeden kalmış olsa da elde edilen verim ve çıktı, daha iyi bir şekilde değişti.
Yukarıdaki soruların cevaplarını bilmek, elektrik üretim ihtiyaçlarınız için ideal panel sayısı veya en azından gerçekçi bir aralık hakkında size bir fikir verecektir. Ardından, profesyonel bir kurulumcunun, çatı enerjinizi, çatı mimarisini, güneşe olan açısını ve diğer enerji faktörlerini, günlük enerji üretim hedeflerinize ulaşmak için çatıdaki doğru sayıda paneli fiziksel olarak nasıl ayarlayacağını değerlendirmesi gerekir.
Ayrıca, mahsuplaşma (net metering), güneş sisteminiz için yatırım getirinizi belirlerken düşündüğünüz gibi düşünmelisiniz. Mahsuplaşma sistemi fazla üreterek elektrik şebekesine verdiğimiz elektrik ile ihtiyaç oluştuğu için şebekeden aldığımız elektriğin parasal değerinin birbirini dengelemesidir, tabii depolama sisteminiz yoksa.
Güneş Enerjisi Örnek Hesaplama:
Örneğin; buzdolabı, televizyon, bilgisayar, ütü, fırın, çamaşır makinesi ve aydınlatma için evimizin ihtiyaç duyduğu haftalık enerji miktarı Tablo 1’deki gibi olsun:
Tablo 1: Ele Elınan Evin Haftalık Enerji İhtiyacı
Bu verilere göre:
Günlük ortalama enerji tüketimi= Haftalık enerji ihtiyacı;
= 42672/7≈6096 Wh/gün
Sistem verimliliği;
Ƞsis= Ƞpv.Ƞakü.Ƞinv (Ƞpv: panel verimi, Ƞakü: akü verimi, Ƞinv: invertör verimi)
YE= ÜGE*(Ƞsis) formülleri ile hesaplanabilmektedir. (Burada YE yükün enerjisini, ÜGE üretilmesi gereken enerjiyi ifade etmektedir)
PS= Günlük enerji ihtiyacı/(Panel gücü * Güneşlenme süresi)
=6096/(260 W) * (3.5) = 6.69 ≈ 7 adet panel
Sistemin kurulu gücü = toplam panel sayısı * 1 panelin gücü
(7 adet panel) * (260 W) = 1.820 W ≈ 2 kW kurulu gücünde bir sistem yeterli olacaktır.
Aylık toplam elektrik enerjisi kullanımı= Günlük enerji tüketimi * 30
= 188,9 kWh
Aylık toplam üretilip şebekeye aktarılan enerji: 60 kWh
Aylık net fatura: 188,9 kWh – 60 kWh = 128,9 kWh x (saatlik elektrik fiyatı)
Eğer akü hesabı yapılmak istenirse;
Akü Kapasitesi = Günlük enerji ihtiyacı/Deşarj olma faktörü)* Kapalı geçen gün sayısı
6096 Wh günlük enerji ihtiyacı, 0,65 deşarz faktörü ve 1,5 kapalı geçen gün sayısı dikkate alındığında;
Akü kapasitesi bu denkleme göre 14068 W olarak hesaplanacaktır. Akü sayısı akü kapasitesine ve akünün kaç saat boyunca ne kadar akım üretebileceğini gösteren amper-saat(Ah) değerine göre belirlenir. İki tane 12 V ‘luk akü seri bağlanırsa sistem gerilimi 24 V olur. 200 Ah’lik aküler kullanılırsa 14068 Wh enerji elde edebilmek için 2 tane akünün seri bağlı olduğu 4 paralel kola ihtiyaç vardır. Bu durumda her biri 200 Ah toplam 8 tane aküye ihtiyaç vardır. Böyle bir sistem 200x24x4=19200 Wh enerji depolayabilmektedir.
Vural Cantuğ Akkaş
Enerji Sistemleri ve Makine Mühendisi, MBA
firstname.lastname@example.org
Vural Cantuğ Akkaş’ın Diğer Köşe Yazıları İçin enerjiportali.com/vural-cantug-akkas/ Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz.