PV Sisteminiz Performansı Düşük mü? Optimize Edici Uygulama ve Yapılandırmaya Yönelik Bir Kılavuz

Fotovoltaik (PV) güç üretiminin pratik uygulamalarında, gölgeleme, modül yönelimindeki farklılıklar ve modül bozulması gibi sorunlar genellikle sistem çıktısında azalmaya yol açar. Araştırma, gölgelemenin %70'e kadar güç üretim kayıplarına yol açabileceğini göstermektedir (Kaynak ①: NREL). Özellikle belirli bir modül gölgelendiğinde, tüm seri devrenin akım ve güç çıkışı önemli ölçüde azalabilir. Fotovoltaik optimizatörlerin devreye girdiği yer burasıdır. Etkilenen modüllerin çıkış akımını dahili DC-DC kontrol devreleri aracılığıyla ayarlayarak, diğer modüllerle akım uyumu sağlar ve uyumsuzluktan kaynaklanan üretim kayıplarını etkili bir şekilde azaltır. Bu makale, hem mevcut hem de yeni kurulumlardaki fotovoltaik optimizatörler için belirli uygulama ihtiyaçlarını ve sağladıkları çözümleri ayrıntılı olarak açıklayacaktır.

Mevcut PV Santrallerinde Çıktıyı Artırmaya Yönelik Temel Önlemler

İşletimsel fotovoltaik santraller için, optimize edicilerle yeniden donatma şüphesiz ki önemli bir yükseltme stratejisidir. Bu teknoloji yalnızca sistem çıktısını önemli ölçüde artırmakla kalmaz, aynı zamanda santralin uzun vadeli istikrarlı çalışması için güçlü destek de sağlar. İşte bazı tipik uygulama senaryoları:

Eski Tesislerin Yenilenmesi (Modülleri Değiştirmeden) Uzun yıllardır faaliyette olan bazı eski tesisler, modül eskimesi, performans bozulması ve çalışma ortamındaki değişiklikler nedeniyle genellikle çıktıda düşüş yaşarlar. Araştırmalara göre, eskiyen modüllerin güç üretim verimliliği %20'ye kadar düşebilir (Kaynak ②: IEA), ciddi uyumsuzluk sorunlarına yol açar. Optimizasyon araçlarının kurulumu yalnızca bu sorunu çözmekle kalmaz, aynı zamanda kayıp üretimi maksimum düzeyde kurtarabilir. Ek olarak, modül düzeyindeki izleme özelliği, modül performansının gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlayarak sorunlu modüllerin kesin olarak tanımlanmasını ve bakım süresinden tasarruf edilmesini sağlar.

Eski Tesislerin Yenilenmesi (Tam Modül Değişimi) Tipik olarak, 2018'den önce inşa edilen tesisler eski modülleri en yenileriyle değiştirmeyi planlamaktadır. Bu değiştirme sırasında, modül boyutlarındaki değişiklikler gölgelenmeye (aşağıda gösterildiği gibi) neden olabilir ve bu da güç kaybına yol açabilir. Sheng Gao'nun proje deneyimine göre, optimize edici teknolojiyi kullanan sistemler gölgelenmenin varlığında genel üretimi önemli ölçüde artırabilir ve ortalama %15 veya daha fazla artış sağlayabilir.

Daha büyük yeni modüller bazı gölgelenmelere neden olabilir

Eski Tesislerin Yenilenmesi (Kısmi Modül Değişimi) Modül üretiminin hızla gelişmesiyle, eski tesislerdeki modüllerin hasar nedeniyle değiştirilmesi gerektiğinde, genellikle orijinal üreticinin artık aynı özellikleri üretmemesi ikilemiyle karşı karşıya kalırlar. Hasarlı modüllerin sadece popüler güncel pazar modülleriyle değiştirilmesi, aynı modül dizisi içinde uyumsuzluk sorunlarına yol açabilir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için, optimize edicilerle yeniden donatma, uyumsuzluk fenomenini etkili bir şekilde ortadan kaldırarak tesis verimliliğini garanti altına alan daha ekonomik ve etkili bir seçenek olarak ortaya çıkmaktadır.

Gölgeleme Azaltma Fotovoltaik santrallerin genellikle 25 yıla kadar bir ömrü vardır ve bu süre zarfında çevre ortamları değişebilir. Yeni inşa edilen binalar, dikilen ağaçlar veya ek çatı ekipmanları fotovoltaik modüller için gölgeleme sorunlarına yol açabilir. Bu gibi durumlarda, optimize edicilerin uygulanması özellikle önemlidir. Optimize edici teknolojisi kullanılarak, gölgelemenin sistem çıktısı üzerindeki etkisi önemli ölçüde azaltılabilir ve gölgelemeden kaynaklanan kayıplar telafi edilebilir.

Yeni Kurulumlar İçin Optimizasyon Yapılandırma Önerileri

Fotovoltaik sistemleri henüz kurmamış kullanıcılar için, optimizörleri proaktif olarak yapılandırmak da aynı derecede önemlidir. Tesisin ilk planlama ve tasarım aşamasından itibaren, optimizörler en baştan itibaren yüksek verimlilik, kararlılık ve akıllı güç üretim kapasitelerini garantilemek için dikkate alınmalıdır. Aşağıdaki senaryolar özellikle fotovoltaik optimizörlerin kurulumu için uygundur:

Karmaşık Çatı Yapıları Çatı üstü fotovoltaik kurulumunun ölçeğini belirleyen temel faktörlerden biri çatının yönelimidir. Aynı dizideki iki farklı yöne yönlendirilmiş modüller güç kayıplarına yol açabilir. Fotovoltaik optimizörler, her modülün aynı dizideki diğer modüllerden etkilenmeden maksimum güç noktasında çalışmasını sağlayarak çatı alanının kullanımını en üst düzeye çıkarır.

Gölgelendirme Sorunları Çevredeki çatıların gölgelemesi, fotovoltaik sistemlerde güç üretim kayıplarına neden olabilir. Küçük ağaç gölgeleri veya havai hat gölgeleri bile tesisin genel çıktısını önemli ölçüde etkileyebilir. Fotovoltaik optimizörler, gölgeli modülleri bağımsız olarak optimize etmek için modül düzeyinde MPPT (Maksimum Güç Noktası Takibi) kullanır ve böylece genel sistem üretimini artırır.

Değişken Doğal Ortamlar Toz birikimi, kuş pislikleri ve kar gibi yaygın çevresel faktörler de fotovoltaik santrallerin çıktısını büyük ölçüde etkileyebilir. Çatınız değişken doğal koşullara sahip bir bölgede bulunuyorsa, PV üretiminde düşük performansa yol açabilir. Optimizasyon cihazlarının kurulumu bu zorlukları etkili bir şekilde ele alabilir ve istikrarlı güç üretimi sağlayabilir.

Güvenlik ve Bakım Gereksinimleri Fotovoltaik sistemler sürekli olarak voltaj üretir ve arıza veya yangın durumunda düşük voltajlı güvenlik kesintileri yapamayan sistemler güvenlik riskleri oluşturur. Fotovoltaik optimizörler, modül düzeyinde izleme ve 15 saniye içinde tam hızlı kapatma yoluyla potansiyel riskleri derhal belirleyebilir, voltajı güvenli seviyelere düşürebilir ve hem fotovoltaik sistemin hem de bakım personelinin güvenliğini sağlayabilir.

Özetle, fotovoltaik optimizörler fotovoltaik sistemlerin çıktısını artırmada, güvenliği sağlamada ve bakımı kolaylaştırmada hayati bir rol oynar. İster operasyonel ister yeni fotovoltaik tesisler için olsun, belirli senaryolarda optimizörlerle yenileme yapmak akıllıca bir seçimdir.

kaynaklar:

① NREL PV Performansı: https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf 

② IEA Fotovoltaik Güç Sistemleri Programı: https://iea-pvps.org/