52 ÇATI & CEPHE • OCAK - ŞUBAT 2016 makale 2.3. Yaşam Döngüsü Enerji Analizi PV sistemler için gerçekleştirilecek yaşam döngüsü enerji analizi, enerji girdisi ve enerji çıktısı kapsamında ele alınmıştır. Enerji girdisi (Ein): PV sistem yaşam döngüsü süresince ihtiyaç duyulan toplam enerji miktarıdır. Ancak, PV sistemin üretimi için harcanan enerji miktarı (gömülü enerji), PV sistem yaşam döngüsü sürecindeki diğer evreler için ihtiyaç duyulan enerji miktarına kıyasla çok yüksektir. Genellikle çalışmalarda [4 -7] enerji girdisi (Ein) olarak PV sistemlerin gömülü enerji değerleri ele alınmakta olup, bu çalışmada da PV sistemlere ilişkin gömülü enerji değerleri, diğer bir deyişle PV modüllerin üretimi (EPV) ve diğer sistem bileşenlerinin üretimi (EBOS) evresinde harcanan enerji miktarları dikkate alınmıştır. Diğer sistem bileşenleri kapsamında PV panelleri destekleyici alt strüktür, çevirici (invertör) ve kablolama ele alınmıştır. Gerekli olan enerji girdisi aşağıda belirtilen eşitlik yardımı ile hesaplanmıştır [8]: Bu çalışmada PV modül ve diğer sistem bileşenlerine ilişkin enerji girdilerinin hesaplanmasında üretim evresinde harcanan toplam birincil enerjiyi ifade eden brüt enerji gereksinimleri dikkate alınmıştır. PV sisteme ilişkin brüt enerji gereksinimleri ve yaşam ömürleri, Çizelge 2’de belirtilmiştir. Enerji çıktısı (Eout): PV sistemin yıllık ürettiği enerji miktarıdır. PV sistem ile üretilen enerji miktarı, güneş ışınımı, PV modül ve diğer sistem bileşenlerinin verimi gibi pek çok parametreye bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. PV sistem tasarımının doğru bir şekilde yapılabilmesi amacıyla PV sistemlerin tasarımına ve simülasyonlarına ilişkin geliştirilmiş araçlar kullanılmalıdır. Bu çalışmada, üç boyutlu modelleme ve detaylı gölgeleme analizlerinin yapılabildiği dinamik simülasyon programı PV*SOL Expert 6.0 kullanılmıştır [12]. Tüm PV sistem bileşenleri (panel, çevirici vb.), üreticiler tarafından yayınlanmış performans verilerine dayalı elektriksel eşdeğerleri dikkate alınarak tanımlanmıştır. PV sistem ile üretilen enerji miktarının hesaplanmasında, eğimli PV panel yüzeyi üzerine düşen güneş ışınımı değerinin belirlenmesi çok önemlidir. Bu çalışmada, PV*SOL Expert programı aracılığı ile ele alınan illere ilişkin Meteonorm 7.0 veritabanından [13] elde dilen yatay düzlem ışınım verileri simülasyon süresince eğimli yüzey için dönüştürülmüş ve toplam aktif PV yüzey alanı ile çarpılarak PV sistemin üretebileceği enerji miktarı hesaplanmıştır. Bu çalışma için tanımlanan her iki PV sisteme ilişkin performans verileri, Çizelge 3’te verilmiştir. Çalışma kapsamında, PV sistemin yaşam ömrü 30 yıl olarak dikkate alınmıştır [11]. Tanımlanan bu yaşam ömrü içerisinde PV modüllerin performansında oluşabilecek yıllık azalma (degradasyon) değerleri ilk on yıl boyunca %1, geri kalan yıllar için ise %0.5 olarak alınmıştır [14]. 2.4. Enerji Performans Göstergelerinin Hesaplanması Bu çalışmada, PV sistemlerin enerji performansı, enerji göstergeleri ve çevresel göstergeler dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Enerji göstergeleri olarak enerji geri ödeme süresi ve enerji Çizelge 2: PV modül ve diğer sistem bileşenlerine ilişkin brüt enerji gereksinimleri ve yaşam ömürleri [8-11] Bileşen Brüt enerji gereksinimi Yaşam ömrü (yıl) Tek kristalli silikon modül Şekilsiz (amorf) silikon modül Destekleyici strüktür+kablolama Çevirici (invertör) 3700 MJ/m² [9] 1889 MJ/m² [10] 100 MJ/m² [8] 1930 MJ/kWp [8] 30 [11] 30 [11] 30 [11] 15 [11] Çizelge 3: Tanımlanan PV sistemlere ilişkin performans verileri İl Teras Çatı PV sistemleri Güney cephesi PV sistemleri PV kurulu gücü (PVout) (kWp) PV yüzey alanı (m²) Performans oranı (%) PV kurulu gücü (PVout)(kWp) PV yüzey alanı (m²) Performans oranı (%) Antalya İstanbul Erzurum 29.83 29.26 29.64 201.06 197.22 199.78 84.10 85.20 85.00 14.28 14.28 14.28 258.19 258.19 258.19 84.50 84.30 84.70 Çizelge 1. Tanımlanan PV modüllere ilişkin veriler Teknoloji Uygulama Alanı Güç (Wp) Modül Verimi (%) Uzunluk/ Genişlik (mm) Çerçeve Tek kristalli silikon Şekilsiz (amorf) silikon çatı cephe 190 340 14.9 5.9 1581/809 2600/2200 Alüminyum -
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=