Batman DEDAŞ binası için çatı tipi şebekeye bağlı fotovoltaik sistemin modellemesi ve simülasyonu

Abstract

Klasik enerji kaynaklarının sınırlılığı ve çevresel etkilerinin artışı, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını zorunlu hale getirmiştir. Bu bağlamda, güneş enerjisi sürdürülebilir ve çevre dostu bir alternatif olarak öne çıkmakta, fotovoltaik (PV) sistemler ise bu enerjinin etkin bir şekilde dönüştürülmesini sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, Batman Dicle Elektrik Dağıtım A.Ş. (DEDAŞ) binası için çatı tipi, şebekeye bağlı bir PV sistemin modellenmesi ve simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı, güneş enerjisinden faydalanarak enerji maliyetlerini azaltmak ve çevresel sürdürülebilirliği desteklemektir. Modelleme sürecinde Pvsyst ve PV*SOL yazılımları kullanılmış, sistemin performansı farklı gölgeleme senaryoları altında simüle edilmiştir. Analiz sonuçları, gölgeleme faktörlerinin PV sistemlerin enerji üretim performansı üzerindeki kritik etkilerini ortaya koymuştur. Özellikle kış aylarında düşük güneş açıları nedeniyle enerji üretiminde belirgin kayıplar yaşandığı, Aralık ayında bu kayıpların %28'e kadar ulaştığı tespit edilmiştir. Yaz aylarında ise güneş ışınlarının daha dik açılarla gelmesi sayesinde gölgeleme etkisinin azaldığı ve Haziran ayında enerji kaybının %4 seviyesine düştüğü belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında, modellemesi yapılan bina için gerçekleştirilen hesaplamalar sonucunda, PVsyst yazılımının daha etkin bir yöntem olduğu ortaya konmuştur. Batman gibi yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip bölgeler için geliştirilen bu tasarımın amortisman süresi 3,2 yıl olarak belirlenmiştir. Ayrıca, sistemin yıllık CO? emisyon azaltımı 51,720 kg olarak hesaplanmıştır. Tasarlanan PV sisteminin yerel enerji üretimini artırarak hem ekonomik hem de çevresel açıdan önemli katkılar sağlayabileceği görülmüştür. Elde edilen bulgular, güneş enerjisi projelerinin tasarım, uygulama ve optimizasyon süreçlerine yönelik yol gösterici nitelikte olup, yenilenebilir enerji kullanımının yaygınlaştırılmasına katkı sunmaktadır.

The limitations of conventional energy sources and their increasing environmental impacts have made the use of renewable energy sources imperative. In this context, solar energy stands out as a sustainable and environmentally friendly alternative, while photovoltaic (PV) systems enable the efficient conversion of this energy into usable forms. This study focuses on the modeling and simulation of a rooftop, grid-connected PV system designed for the Batman Dicle Electricity Distribution Company (DEDAŞ) building. The primary aim of the study is to reduce energy costs and promote environmental sustainability by effectively utilizing solar energy. The developed model was designed using PVsyst and PV*SOL software, and its performance was simulated under various shading scenarios. The analysis results highlight the significant impact of shading factors on the energy production performance of PV systems. Notably, significant energy losses were observed during the winter months due to low solar angles, with losses reaching up to 28% in December. In contrast, during the summer months, when solar angles are steeper, the impact of shading was reduced, with energy losses as low as 4% in June. In this thesis study, the calculations performed for the modeled building revealed that the PVsyst software is a more effective method. The payback period of this design, developed for regions with high solar energy potential such as Batman, has been determined as 3,2 years. Additionally, the system's annual CO? emission reduction has been calculated as 51,720 kg. It has been observed that the designed PV system can contribute significantly both economically and environmentally by increasing local energy production. The findings obtained serve as a guide for the design, implementation, and optimization processes of solar energy projects and contribute to the widespread use of renewable energy.