SOLARIAN

Keşfetmeye Hazır Mısın?

Genel

Piranometre mi Referans Hücre mi? Pahalı her zaman iyi midir?

Üretim tahmini yapmak istediğimizde veya PR hesaplamak istediğimizde bize veriler sunulduğunda ilk sorduğumuz soru bu verilerin kaynağı olur. Piranometre’den mi aldınız yoksa referans hücresinden mi?

İkisi de ışınımı ölçüyor. Sadece birisi daha hassas ve pahalı. O zaman o iyidir değil mi?

Değil 🙂

Piranometre:

Piranometreler siyah yüzeyin altındaki yüzey ile oluşan sıcaklık farkı değişimini ölçerek ışınımı ölçer. Diğer bir deyişle ölçüm noktası sıcaklık ölçümüdür. Sıcaklık değişimi de ışınıma dönüştürülür.

Referans Hücre:

Referans hücreler ise küçük güneş panelleridir. Diğer güneş panelleri gibi ışığı gördüğünde enerji üretmeye başlarlar. Biz de referans hücrenin kısa devre akımını ölçerek ışınımı ölçeriz.

Peki ikisi arasındaki farklar neler?

Öncelikle ölçtükleri ışık spektrumları farklıdır.

Yukarıdaki grafikte göreceğiniz üzere açık mavi renkli piranometrenin spektrumu pembe ile gösterilen fotovoltaik hücrelerin spektrumuna göre çok daha geniştir. O sebeple ölçüm aralığı çok geniştir.

Piranometreler, referans hücreden farklı olarak sıcaklık ölçtükleri için üzerindeki camın geçirgenliğinin bir etkisi yoktur (ve şekil olarak da etkileri minimaldir). Oysa referans hücrelerde düz cam kullanıldığı için ışığın cam yüzeyindeki yansıması her  farklı açı için değişkenlik içermekte ve dolayısı ile IAM(Incidence Angle Modifier)’a maruz kalmaktadır.

Belirsizlik olarak da piranometreler çok daha başarılıdır lakin referans hücrelerin tepkime süresi daha hızlıdır.

Peki PR’ın doğru hesaplanmasında hangi ürün kullanılmalıdır? Referans hücreler. ‘Nasıl?’ dediğinizi duyar gibiyim.

Referans hücreler silikon bazlı güneş paneli kullanıldığı durumda benzer tepkimeler vermektedir. O sebeple tesiste herhangi bir varyasyon olduğunda kolayca belirlenebilir. Ayrıca kullanılan teknoloji aynı olduğu için belirsizlik oranı daha düşük olacaktır (Piranometrelerin difüz’a tepkisi ile referans hücrelerin tepkisi aynı olmayabilir). Düzleme yatay olarak yerleştirilmiş piranometrelerin ise güneş panellerinin kullanabileceği enerjiye dönüştürülmesi matematiksel işlemlere yol açacaktır. Bu matematiksel işlemler de belirsizliği arttıracaktır. Amacımız ölçüm belirsizliklerini en aza indirgemek.

Bu aşamada piranometrelerin öne çıktığı bir konu var; yatırıma başlanmadan önce hesaplanan ışınım değeri ile karşılaştırma. Yatırıma başlamadan önce baz aldığımız ışınım veri tabanları tüm spektrumu içeren ölçümlerdir. Bu ölçümlerden olan sapmanın hesaplanması için bir piranometre yatay düzlemde kullanılmalıdır. Varsayılan ışınım ile gerçekleşen ışınım karşılaştırılarak modeldeki sapma belirlenebilir ve referans hücre ile enerji çıkışı ilişkilendirilip beklenen/gerçekleşen üretim analizi daha sağlıklı yapılabilir (‘Bu neden bunu üretmiyor?’ sendromu). Bu aşamada gerçekten bu detayda hesaplayıp karşılaştırabilecek bizim gibi detay çalışan kaç firma var bilinmez.

Konu tesisin PR’ının hesaplanması ise referans hücre daha doğru sonuç verecektir. Peki tesiste sadece bir referans hücre yeterli mi? Biz her trafo istasyonuna bir adet referans hücre öneriyoruz. Veri kayıpları ve referans hücreler arasındaki kalibrasyon kayması ilerleyen yıllarda sorun olarak karşımıza çıkabiliyor.

Tüm bu verilerin sağlıklı bir şekilde derlenmesi ile doğru bir PR hesaplaması gerçekleştirilebilir.

Not: Siz doğru bir ölçüm yapsanız dahi sağlıklı ölçüm alamayan bir izleme/scada sistemi kullandığınız durumda yukarıda anlatılan her detay anlamını yitirir. Veri izleme sisteminden tasarruf olmaz. Düzgün firmalar ile çalışmaya özen gösterin.

Ukrayna Gilmaziv 12MWp GES Projesi

Ukrayna Gilmaziv’de geliştirilen 12MWp/9MWe GES projesinin detayları aşağıdaki gibidir.

Proje 12 adet şirketten oluşmaktadır. Arazi şirketin üzerine 49 yıllığına kiralanmış ve imar süreci tamamlanmıştır.

Projenin 1 senede 15.611MWh enerji üretmesi beklenmektedir.

Projenin detayları aşağıdaki gibidir.

Proje Arazisi:

Proje Arazisinin Videosu:

Projenin Bölgesi:

İmarı Onaylanmış Parsel Bilgisi:

Enerji Nakil Hattı:

Bağlanılan Trafodan Sahaya Kadar Olan Güzergahın Videosu:

Finansal Model (Büyütmek İçin Üzerine Tıklayın)

Projenin Yerleşimi (Onaylı Proje):

Revize Edilecek Proje – Yeni Yerleşim (750kWe x 12):

Finansal Fizibilite ve Üretim Hesaplamaları:

Finansal Fizibilite (Financial Feasibility)

Yıllık Enerji Üretimi – PVSYST (Energy Yield Assessment)

Resmi Şirket Evrakları :

Şirket Hisse Yapısı (Company Shareholding Structure)

Arazi Kira Sözleşmesi (Land Lease Agreement)

Bağlantı Anlaşması (Connection Agreement)

ENH Bağlantı Detayları (Technical Specifications on Connection)

İnşaat Ruhsatı (DABI/GASK Construction Approval)

Güncel Şebeke İzinleri (Cherkassy Ukrenergo Permissions and PPA)

Enerji Alım Garantisi – PPA (Power Purchase Agreement)

TDD İçin Detay Evraklar:

Approval of Land Management Project

Project Urban Conditions

Soil Test

Excerpt from Geokadastr

Excerpt from Land Registry

TDD İçin Onaylı Proje Evrakları:

1_Пояснювальна записка_Гельмязів

2_Генеральний план_Гельмязів

3_Архітектурно-будівельні рішення_Гельмязів

4_Електротехнічні рішення_Гельмязів

5_Конструкції металеві_Гельмязів

6_Проект організації будівництва_Гельмязів

Hassas PR hesaplaması ve PR’ın doğrulanması nasıl olmalı?

Güneş enerjisi santrallerinde PR’ın hesaplanması ve hesaplanan PR değerinin doğrulanması günümüzde en çok sunduğumuz hizmetler arasında. PR’ın hesaplanması konusunda IEC61724-1’de detaylı bir metodoloji verilse de genelde “Gerçekleşen Üretim” / “Beklenen Üretim” şeklinde hesaplanıyor. Bu hesap sonucunda göre bir PR oranı çıkıyor ve bunu baz alıyoruz ama aslında PR’ın “doğru” hesaplanması çok daha özen isteyen bir süreç.

Öncelikle PR’ın günlük değil saatlik ve hatta saatlikten de öte dakikalık hesaplanması tercih edilmeli.

Şimdi PR’ın standartta belirtilen formulasyonunu hatırlayalım.

Burada birim zamanı biz belirliyoruz. PR’ı bir gün için günlük toplam olarak da hesaplayabiliriz saatlerin toplamı olarak da. Peki hiç merak ettiniz mi gün boyunca PR nasıl değişiyor/değişmeli diye?

Mesela bir tesisin PR’ını geçtiğimiz 7 gün için günlük olarak hesaplayalım.

Göreceğiniz üzere her gün %88-%92 arasında salınan bir değere sahip. Şimdi bunu bir aşama daha ileriye götürelim ve saatlik hesaplayalım.

Bakın PR saatlik olarak nasıl değişiyor. IEC standardındaki formulasyona göre sabah saatlerinde ve akşamüstü hava serinlediğinde PR oranımız artıyor. Şimdi bir kademe daha ileriye götürelim ve 5 dakikalık hesaplayalım.

Dakikalık hale geldiğinde PR’ımız nasıl salınım gösteriyor. Lakin bir saniye PR’ın %100’ün üzerine çıktığı durumlar var nasıl oluyor? IEC61724-1’de iki adet PR hesaplama metodolojisi var; birincisi yukarıda hesapladığımzı panel sıcaklığını dikkate almayan PR hesaplaması. Şimdi panel sıcaklıklarını da sisteme entegre edip dakikalık hesaplayalım. Önce sıcaklığa göre düzenlenmeyi hesapladığımız formülasyonu hatırlayalım.

Şimdi bu formulasyona göre sıcaklığı düzeltilmiş PR değerimizi hesaplayalım.

Fark ettiyseniz %100’ün üzerinde bir PR hesaplaması kalmadı ve PR değeri artık gün içerisinde daha stabil gidiyor. Şuanda dakika hassasiyetinde PR hesaplamasını gerçekleştiriyoruz peki işlem burada tamamlanıyor mu? Hayır.

Bu hesapladığımız sistemin gerçekleşen PR’ı. Aslında sistemde bir problem varsa bu PR %84 değilde %82 çıkabilir (Kime göre %82?) ve biz bunu yakalayamayız. Şimdi bu gerçekleşen PR değeri ile tesisin gerçekleşen ışınım/sıcaklık değerlerine göre tekrar simüle edip ortaya çıkan PR değerlerini karşılaştırıyoruz.

Bu tesisimizde bazı enerji kesintileri / devre dışı kalmalar gerçekleşmiş ama tesisin genel davranışında bir problem yok. Yukarıda hesapladığımız PR değeri santralin gerçekleşen PR değerine çok yakın. Bu aşamada tesiste bir problem yok diyebiliriz.

PR tek başına yeterli bir metrik mi? Hayır değil. Solarian olarak izlediğimiz yönettiğimiz tesislerde kış aylarındaki gölge kayıplarının etkilerine, eviricilerin değişen verimliliklerine kadar hesaplamalarımızı detaylandırıyoruz ki daha net; hatadan arındırılmış sonuçlara ulaşabilelim. PR bizim için pek çok değişkenden sadece birisi.

Eğer tesisinizin sağlığı ve üretim performansı sizin için önemliyse ve tesisinizin yeterince üretmediğinden şüphe ediyorsanız bizimle iletişime geçin.

ePosta : [email protected]

Güneş Panellerinde Tozlanmanın Üretime Etkisi

Güneş enerjisi tesislerinin üretimlerinin hesaplanmasına dikkate alınması gereken bir konu da “Soiling” dir. Soiling, tozlanma ve karlanma gibi meteorolojik etkilerin üretime olan etkisini baz alır. Biz üretim çalışması yaptığımız yerlerde panellerdeki soiling etkisini hesaplayıp üretim analizlerine katıyoruz. Bu kapsamda Türkiye’nin birbirinden uzak iki farklı ilindeki tozlanma etkisi inceledik. Tozlanmadan sebep güç kaybı ne kadar? Yıkama gerçekten gerekli mi? İnceleyelim.

Öncelikle ilk tesisimizde gerçekleştirdiğimiz test sonucuna bakalım.

Güneş panelleri oldukça tozlu haldeydi. Güneş panelini önce kirli durumdayken, daha sonra da temizleyip ölçtük. Peki ölçüm sonuçlarımız bize ne dedi?

Bu grafikte mavi çizgi güneş panelinin olması gereken IV grafiği (datasheet’de verilen). Yeşil çizgi tozlu halde yapılan ölçüm, kırmızı çizgi ise üzerindeki toz temizlendikten sonra yapılan ölçüm. Akım kısmı (Y-ekseni) güneş panelinde degredasyon veya tozlanma gibi problemlerin yansıdığı kısım. Güneş paneli üretmesi gereken gücü üretmiyor peki bu kayıp ne kadar? Onu inceleyelim.

Gücü 370W olması gereken güneş panelinde yaptığımız ilk ölçümde 343W civarında bir güç tespit etmişiz. Daha sonra temizlediğimizde ise bu gücün 349W’a yükseldiğini gözlemlemişiz. Burada kirli ve temiz arasındaki fark %1,65. Bu tesis nispeten daha fazla yağmur alan daha temiz bir tesis. Peki daha kirli bir tesiste ne kadar etki edecek? Şimdi ilk tesisten yaklaşık 700 km güneye inelim.

Burada turkuaz renkteki çizgi panelin yine datasheetindeki verilere istinaden elde edilen gücü. Turuncu renk tozlu halde, pembe renk ise temizlendikten sonraki hali. Burada güneş panelinde bir diyot problemi / microcrack de var (grafikteki kırılmaya dikkat) ama o konumuz değil. Peki sayısal verilerimiz nedir?

Burada tozlanma öncesi ve sonrası olarak baktığımızda yaklaşık %3,14’lük bir kayıp ile karşılaşıyoruz. Bu tozlanma sene sonuna kadar böyle devam ettiği takdirde yıllık üretimimiz %3,14 düşecek demek.

Tozlanmanın yıllık etkisi direk %3,14 olacak demek doğru olmaz. Yağmur yağdığında toz temizlenir (bazen tortulaşabilir ama çoğu zaman temizlenir) ya da kuş pisliği gibi panele zarar veren etmenler kalabilir. O sebeple bu değer değişecektir. Burada çimento tesisi / taş ocağı gibi düzenli olarak toz üreten bir tesisin yanında olan bir GES’i incelemedik. Eğer düzenli toz üreten bir tesis yakınındaysanız bu rakamın biraz daha yükselmesi muhtemeldir.

Türkiye’de 1MWp gücündeki bir ges tesisi senede yaklaşık ~1.500MWh ile ~1.600MWh arasında üretim gerçekleştirir. Dağıtım bedeline göre (2018 öncesi ve sonrası) yaklaşık 160.00USD ile 200.000USD arasında bir yıllık gelir elde eder.

Yıllık %1,65 tozlanma kaybı yaşayan bir yatırımcı için bu kayıp 2.500USD – 3.000USD arasında olurken %3,14 tozlanma kaybı yaşayan bir yatırımcı için 5.000USD ile 6.200USD arasında olacaktır. Güneş panelleri her yağmurda üzerindeki tozu biraz atar ama bazı noktalarında da toz tortulaşabilir. Muhtemelen bu değerlerin yıllık ortalaması hesapladıklarımızdan daha düşük olacaktır ama 1MW ges sahibi bir yatırımcı tozlanmadan kaynaklı 2.500USD – 5.000USD arasında yıllık bir gelir kaybı bekleyebilir.

Güneş panellerini yıkatmanın bence esas önemli olduğu nokta üzerindeki kuş pisliği gibi hot-spot oluşturabilecek kısımların temizlenmesi ile panellerin ömrünün uzatılması keza sadece tozlanma panellerinize zarar vermez.

Yıkatma işleminin tehlikesi ise panel kırılması olacaktır. Düz sahalarda genelde güneş paneli kırmadan temizlik yapılabiliniyorken eğimli sahalarda bazı makinalar panel kırabilmekte veya yıkama makinaları panel yüzeyine zarar verebilmektedir. Panel kırıldığı durumda ise bu işin tüm avantajı gitmektedir.

Bu hizmetten faydalanmak isteyen kişiler yıkama işleminin maliyetini ve üretim artışını, panellerin kırılma veya yüzeylerinin zarar görme riski gibi risklerini etüt etmelidir. Güneş panellerinizi yıkatacağınız firmanın kullandığı ekipmanların bir sertifikasyonu olup olmadığına, kullanılacak temizleme malzemesinin (deterjan vb) bu işe uygun olup olmadığına muhakkak dikkat edin. Kaş yapayım derken göz çıkarmak istemezsiniz.

Denetlediğimiz tesislerdeki eksikliklere de önem sırasında göre değinecek olursak 1) İzleme sistemi, 2) Bitkilerin temizlenmesi ve 3) Tozlanma olarak sıralayabiliriz. Bu konulara dikkat ettiğiniz durumda tesisiniz daha uzun ömürlü olacaktır.

ePosta : [email protected]

Güneş enerjisi santrallerinde PR (Performance Ratio) hesaplaması

Solarian’ın yeni iş kapsamlarından birisi de işletmedeki santrallerde yatırımcı adına düzenli olarak işveren denetçiliği hizmeti gerçekleştirilmesi. Bu kapsamda O&M yüklenicisi ile irtibat halinde olup sözleşme şartlarına riayet edilip edilmediği, santrallerde bir kesinti olup olmadığı gibi süreçlerin takibini ve raporlanmasını sağlıyor. Bir nevi GES’lerin işletme yükünü yatırımcıdan alıyor.

Durum böyle olunca yatırımcı ve O&M hizmeti sunan firma arasında konuları netleştirecek bir metrik hesaplanmasına ihtiyaç duyuluyor. Bu metrikte hepinizin tahmin ettiği gibi PR oranı hesabı oluyor. Peki bu PR oranı doğru nasıl hesaplanmalı? PR oranı bir tesisin işletilmesinde ne kadar başarılı bir metrik? Gündelik kullanımda PR oranı yeterli mi?

PR oranı basitçe gerçekleşen üretimin hesaplanan (beklenen) üretime oranıdır.

Gerçekleşen üretim OSOS sayacından almamız gereken değer. Peki “Beklenen Üretim” nasıl hesaplanmalı? PVSYST örneği üzerinden hesaplamayı gösterirsem daha iyi anlaşılır.

Burada kırmızı ile işaretlediğim kısım piranometre veya referans hücreden aldığımız ölçüm değeri. Bir senede 1.915 kWh/m² ışınım düşmesini hedefliyoruz demek. 51.527m² ise güneş ışığına maruz kalan panel yüzeyimiz. Güneş panelimizin 16,12% verimlilik ile üretildiğini baz alırsak 51.527m² * 16,12% = 8.306kWp’lik kurulu DC gücümüz olduğunu buluruz.

1.915 kWh/m² * 51.527m² * 16,12% = 1.915 kWh/m² * 8.306kWp = 15.910MWh beklenen üretimi buluruz. Bunu formulümüze oturtursak eğer

Bu hesaplama sonucunda elde edeceğimiz PR oranları aylara göre sıcaklık sebebiyle, yıllara göre de degredasyon sebebiyle değişecektir. Yukarıda örneğini paylaştığım PVSYST çalışması için senelik PR dağılımını hesaplarsak aşağıdaki gibi bir grafik ile karşılaşırız (Yukarıdaki PVSYST üretim raporunda sıcaklık ve degredasyon hesaba katılmıştır. Aşağıdaki grafikte katılmamıştır.).

Bu çalışma için PVSYST’in bize verdiği değer %81.5. Peki neden %100-%95 bandında değiliz? Öncelikle sistemin kendi içerisinde bazı hesaplanan kayıpları mevcut. PVSYST raporunda 15.910MWh’den 13.565MWh’e iniş güzergahına baktığınızda sistemin kendi içerisinde sahip olduğu kayıplar olduğunu göreceksiniz.

IEC 61724-1’de PR hesaplaması sıcaklık da dikkate alınacak şekilde aşağıdaki gibi hesaplanmıştır.

Hiçbir şey anlamadınız değil mi? 🙂 Merak etmeyin anlayan kişi sayısı çok az 🙂 Özetle yukarıda verdiğim hesaplamada DC kurulu gücü her birim hesaplama diliminde (saatlik, aylık, yıllık vs) ortalama sıcaklık ile yeniden revize ederek hesaplıyor. Burada hedef her ay değişen PR değerinden kurtulmak suretiyle tüm aylarda sabit bir değere ulaşarak takip kolaylığı sağlamak.

Peki PR gerçekten bir tesisi izlemek için doğru bir metrik mi? Türk bir izleme firmasının PR hesaplama sayfasından bir ekran paylaşalım. Bu firmanın PR hesaplama modeli aşağıdaki şekilde çalışıyor.

Bu hesaplamaya göre yaptıkları bir PR hesabına bakalım

Burada iki adet tesis aynı yerde ve birbirinin aynı gücünde. Tüm dizaynları bile aynı. Gölgeleme yok, arazi eğimi yok. Peki öyleyse neden PR’lar farklı? Sıcaklık, rüzgar, panellerin kalitesi gibi pek çok etken bu rakamı etkileyebilir.

Lakin burada dikkat edilmesi gereken başka bir konu var, hem de çok önemli bir konu. İnsanlar sürekli %75-%85 bandında değer gördüğü durumda bu bandın normal olduğunu algılıyorlar ve bir süre sonra eğer PR değeri %50’lere yaklaşmamış ise tesisin sağlıklı çalıştığını düşünüyorlar.

İşte bu yüzden ben PR değerinin gerçekten kaliteli bir metrik olduğuna hiç inanmadım. Sözleşmeye yazması kolay ama tesis yönetiminde bir o kadar etkisiz bir metrik. Nasıl mı?

Diyelim tesisimizde 20 adet evirici mevcut. Bir eviricinin devre dışı kaldığını düşünelim; PR üzerine etkisi x(1/20) şeklinde olacak. Mesela yukarıdaki %81.6 PR’a sahip tesis için bir eviriciyi devre dışı bıraktığımız durumda 81,6% * (1-1/20) = 77,5%. Bakın rakam diğer tesisin PR’ına çok yakın.

Şimdi yukarıdaki grafiği değiştirelip bir evirici devre dışı olacak hale getirelim.

Ne düşünürdünüz? Mesela ben ilk gördüğümde ikiside %77-79 bandında heralde bir problem yoktur diye düşünürdüm. Bu şekilde tesislerini izleyen pek çok kişi için de PR bence bir anlam ifade etmeyen bir hesaplama ucubesi.

Solarian olarak izlediğimiz ve yönettiğimiz tesislerde kesinlikle bir PR’ın arkasına sığınmıyoruz. Kendi geliştirdiğimiz analitik altyapısında tesislerin DC giriş kollarından evirici parametrelerine kadar pek çok değişken canlı olarak izlenmekte ve raporlanmakta. Böylelikle gerçek anlamda bir tesis verimliliği gözlenebilmekte. Eğer tesisinizi sağlıklı bir şekilde yönetmek istiyorsanız siz de PR rakamlarına takılı kalmayın. Sizin için o görevi bizim ekibimiz ve altyapımız üstlensin.

ePosta : [email protected]

Güneş panelleri ne kadar verim kaybeder?

Bugünlerde en büyük yoğunluğumuzu GES’lerin gelecek yıllardaki üretimlerinin analizleri oluşturuyor. Biz de verim kaybı “degredasyon” üzerine hatalı bilinen bir konudan ve degredasyonun nasıl doğru hesaplanması gerektiğinden bahsettik. Keyifli seyirler 🙂

Sorularınız için aşağıdaki formu doldurabilirsiniz.