S.M. ÇINAR Gunes Takip Sistemleri

Güneş Takip Sistemleri (Sun Tracking Systems)

Yrd. Doç. Dr. Said Mahmut ÇINAR

Afyon Kocatepe Üniversitesi, Müh. Fak.

Elektrik Mühendisliği Bölümü

4th Renewable Energy Systems Winter School

Sunum içeriği

1. Güneş takip sistemlerine genel bakış

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

3. Sistemin yapısı ve çalışma prensibi

4. Uygulanan takip algoritmaları

5. Elde edilen bulgular

6. Sonuç

1. Güneş takip sistemlerine genel bakış

•Güneş paneli I-V karakteristiği

1. Güneş takip sistemlerine genel bakış

1. Güneş takip sistemlerine genel bakış

•Işınım şiddetine göre MPP noktasının değişimi

1. Güneş takip sistemlerine genel bakış

1. Güneş takip sistemlerine genel bakış

(a) Equatorial (b) pseudo-equatorial (c) azimuthal (d) pseudo-azimuthal

1. Daily motion

2. Elevation

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

İki eksenli takip sistemi mekanizması

Şekil 4. Platformun hareketli taşıyıcı sisteme montajı

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

Sabit PV panellerine ait platform

Şekil 4. Platformun hareketli taşıyıcı sisteme montajı

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

Kullanılan PV panelleri

Şekil 4. Platformun hareketli taşıyıcı sisteme montajı

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

Ölçme ve Kontrol Sistemi

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

Parametre adı Değişim aralığı Adedi Açıklama

Mono kristal panel akımı 0–3.5A 2 Hareketli ve sabit paneller için

Poli kristal panel akımı 0–3.9A 2 Hareketli ve sabit paneller için

İnce film panel akımı 0–1.6A 2 Hareketli ve sabit paneller için

Mono kristal panel gerilimi 0 –21.6V 2 Hareketli ve sabit paneller için

Poli kristal panel gerilimi 0–21.7V 2 Hareketli ve sabit paneller için

İnce film panel gerilimi 0–61.4V 2 Hareketli ve sabit paneller için

Panel sıcaklıkları -50 − 70°C 6 Tüm paneller için yüzey sıcaklığı

Dış ortam sıcaklığı -50 − 70°C 1 Sistemin bulunduğu ortam sıcaklığı

İç ortam sıcaklığı -50 − 70°C 1 Kontrol ofisinin sıcaklığı

Doğu LDR 3− 10kΩ 1 Doğu yünü ışık şiddeti

Batı LDR 3 − 10kΩ 1 Batı yünü ışık şiddeti

Kuzey LDR 3 − 10kΩ 1 Kuzey yünü ışık şiddeti

Güney LDR 3 − 10kΩ 1 Güney yünü ışık şiddeti

Doğu-batı sensörü Sayısal 1 Platfor doğu-batı ekseninde son sınırı

Doğu-batı enkoder 0 – 10V 1 Doğu-batı ekseninde açı değeri

Kuzey-güneyenkoder 0 – 10V 1 Kuzey-güney ekseninde açı değeri

Doğu-batı servo - 1 Sürücü kontrolü için modül

Kuzey-güney servo - 1 Sürücü kontrolü için modül

Doğu-batı servo on-off Sayısal 1 Sürücü açma kapama çıkışı

Kuzey-güney servo on-off Sayısal 1 Sürücü açma kapama çıkışı

Elle-otomatik butonu Sayısal 1 Elle veya otomatik mod seçme butonu

Doğu butonu Sayısal 1 Doğu yön hareket butonu (Elle kontrol için)

Batı butonu Sayısal 1 Batı yön hareket butonu (Elle kontrol için)

Kuzey butonu Sayısal 1 Kuzey yön hareket butonu (Elle kontrol için)

Güney butonu Sayısal 1 Güney yön hareket butonu (Elle kontrol için)

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

+Vc1

-Vc3

M2

TRD1

LA55-P

1

2

JCI1

TBLOCK-I2

1

JI12

CONN-SIL1

1

JI11

CONN-SIL1

RF1

10k

RI12

10k3 1

2

RVF11k

RI1110k

-12V

+12VIn1

1

2

JCO12

TBLOCK-I2

3

2

1

48

U4:A

LM358

+12V

-12V

PLC modülü ve Sinyal koşullandırma devresi

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

Kontrol panosu

2. Tasarlanan güneş takip sistemi

Ölçme ve kontrol arayüzü

3. Sistemin yapısı ve çalışma prensibi

3. Sistemin yapısı ve çalışma prensibi

3. Sistemin yapısı ve çalışma prensibi

PLC programına ait algoritma

3. Sistemin yapısı ve çalışma prensibi

Saatlik takip algoritması

3. Sistemin yapısı ve çalışma prensibi

LDR ile yönelme algoritması

4. Uygulanan takip algoritmaları

1 Saatlik yönelme algoritması 2 Saatlik yönelme algoritması 3 Saatlik yönelme algoritması 4 Saatlik yönelme algoritması LDR ile yönelme algoritması

4. Uygulanan takip algoritmaları

Hareketli ve sabit Monokristal panel için bir yıllık enerji verileri

5. Elde edilen bulgular

Hareketli ve sabit İnce film panel için bir yıllık enerji verileri

5. Elde edilen bulgular

Hareketli ve sabit Polikristal panel için bir yıllık enerji verileri

5. Elde edilen bulgular

Sabit panellere göre Hareketli güneş panellerinde görülen üretim artışı

5. Elde edilen bulgular

Test edilen algoritmalarda elde edilen sonuçlar

5. Elde edilen bulgular

Hareketli güneş panellerinin üretimlerinin sabit güneş panellerinin üretimleri ile kıyaslandığında sabit güneş panellerine göre hareketli panellerin üretimlerinde sırasıyla monokristal güneş panellerinde %34,2, polikristal güneş panellerinde %41,5 ve ince film güneş panellerinde %55,3 artış gözlemlenmiştir. Bu sonuçlardan anlaşılacağı üzere güneşin takip edilmesi durumunda en fazla verim artışının ince film güneş panelinde olduğu görülmektedir.

6. Sonuç

Denen algoritmalar içerisinde en iyi sonuç LDR ile takip algoritmasında gerçekleşmiştir. İkinci en iyi sonuç ise saat başı takip algoritmasında gerçekleşmiştir. Diğer taraftan 4 saatlik güneş takip algoritması ile

toplamda üç kez hareket ettirilerek aynı gün güneşi LDR ile takip eden sistemin üretimine yaklaşık 38 Wh fark ile yaklaşmıştır. Bu sonuçtan anlaşılacağı üzere güneşi hassas takip etmek yerine günde üç kez uygun pozisyonlara hareket ederek yakın bir üretim elde edilebilir.

6. Sonuç

Sabrınız için Teşekkür ederim…