Güneş Paneli Hesaplama
Güneş enerjisi evde elektrik üretmenin kolay ve ekonomik bir yoludur. Çatınıza veya arka bahçenize güneş panelleri kurarak cihazlarınızın tümünü/ bir kısmını ücretsiz olarak çalıştırabilirsiniz!
Çevre dostu olmasının yanı sıra, güneş enerjisi zaman içinde para tasarrufu sağlar. Hatta elektrik faturanızda %50’ye varan tasarruf sağlayabilir! Maliyetleri azaltmanın ve çevreye yardımcı olmanın yanı sıra, güneş panellerinin kurulumu ve bakımı kolaydır.
Enerji sistemi büyüklüğü, evinizin büyüklüğüne ve ne tür bir sistem kurmak istediğinize bağlıdır.
Güneş paneli hesabı
Ev için güneş paneli hesaplaması yapmak için aşağıdaki sorulara yanıt vererek işe başlamalısınız. Bu soruların yanıtları ve kullanım amacınız ne kadar panele ihtiyacınız olduğunu ortaya çıkaracaktır.
- Günlük enerji tüketiminiz
- Çatınızda panel yerleştirmeye müsait alan
- Yaşadığınız bölge ve ışınım verileri
Elektrik Yükü Detayı:
Günde 8 Saat 1 Adet 100W güç çeken bilgisayar
Günde 8 Saat 2 Adet 60W Fan
Günde 8 Saat 1 Adet 100W CFL lamba
Güneş Paneli Sistemi Detayı:
Güneş Sistemi Voltajı (Pil Bankasına göre) = 48V DC
Kablo, Bağlantı kayıpları = %20
Güneş panelinin Yazın Günlük Güneşlenme Saati = 6 Saat
Güneş panelinin Kışın Günlük Güneşlenme Saati = 4,5 Saat
Güneş panelinin Muson’da Günlük Güneşlenme Saati = 4 Saat
İnverter Detayı:
Gelecekteki Yük Genişletme Faktörü = %10
Sürücü Verimliliği = %80
Sürücü Güç Faktörü =0.8
1: Günlük Elektrik Kullanımlarını Hesaplayın
Bilgisayar için Güç Tüketimi = Adet x Watt x Kullanım Saati/Gün
Bilgisayar için Güç Tüketimi = 1x100x8 =800 Watt Saat/Gün
Fan için Güç Tüketimi = Adet x Watt x Kullanım Saati/Gün
Fan için Güç Tüketimi = 2x60x8 = 960 Watt Saat/Gün
CFL lamba için Güç Tüketimi = Adet x Watt x Kullanım Saati/Gün
CFL Light için Güç Tüketimi = 1x100x8 = 800 Watt Saat/Gün
Toplam Elektrik Yükü = 800+960+800 =2560 Watt Saat/Gün
2: Güneş Paneli Boyutunu Hesaplayın
Ortalama Güneşlenme Saatleri = Yaz+Bahar+Kış Mevsiminde Günlük Güneşlenme Saati /3
Ortalama Güneşlenme Saatleri = 6+4,5+4 / 3 =8 Saat
Toplam Elektrik Yükü =2560 Watt Saat/Gün
Gerekli Güneş Paneli Boyutu = (Elektrik Yükü / Ort. Güneş Işığı) X Düzeltme Faktörü
Gerekli Güneş Paneli Boyutu =(2560 / 4,8) x 1,2 = 635,6 Watt
Gerekli Güneş Paneli Boyutu = 635,6 Watt
3: Güneş Paneli Sayısı / Güneş Paneli Dizisini Hesaplayın
Seri-Paralel Tip Bağlantıda 250 Watt, 24V Güneş Paneli Kullanırsak
Seri-Paralel Bağlantıda Hem Kapasite (watt) hem de Volt artar
Güneş Paneli Dizi Sayısı (Watt) = Güneş Paneli Boyutu / Her Panelin Kapasitesi
Güneş Paneli Tel Sayısı ( Watt) = 635,6 / 250 = 2,5 adet 3 adet
Her Dizideki Güneş Paneli Sayısı= Güneş Sistemi Voltajı / Her Güneş Paneli Voltajı
Her Dizideki Güneş Paneli Sayısı= 48/24 =2 Sayı
Toplam Güneş Paneli Sayısı = Güneş Paneli Dizisi Sayısı x Her Dizide Güneş Paneli Sayısı
Toplam Güneş Paneli Sayısı = 3×2 =6 Adet
Toplam Güneş Paneli Sayısı = 6 Adet
4: Elektrik Yükünü Hesaplayın
Bilgisayar Yükü = Adet x Watt
Bilgisayar Yükü = 1×100 =100 Watt
Fan Yükü = Adet x Watt
Fan Yükü = 2×60 = 120 Watt
CFL Light için Yük = Adet x Watt
CFL Light için Yük = 1×100 = 100 Watt
Toplam Elektrik Yükü = 100+120+100 =320 Watt
5: İnverter Boyutunu Hesaplayın
Watt Olarak Toplam Elektrik Yükü = 320 Watt
VA cinsinden Toplam Elektrik Yükü= Watt /P.F
VA cinsinden Toplam Elektrik Yükü =320/0,8 = 400VA
Sürücü Boyutu = Toplam Yük x Düzeltme Faktörü / Verimlilik
İnverter Boyutu = 320 x 1,2 / %80 =440 Watt
Sürücü Boyutu =400 x 1,2 / %80 =600 VA
İnverter Boyutu = 440 Watt veya 600 VA
Özet:
- Gerekli Güneş Paneli Boyutu = 635,6 Watt
- Her Güneş Panelinin Boyutu = 250 Watt. 12V
- Güneş Paneli Dizisi Sayısı = 3
- Her Dizide Güneş Paneli Sayısı = 2 Adet
- Toplam Güneş Paneli Sayısı = 6 Adet
- Güneş Panelinin Toplam Boyutu = 750 Watt
- İnverter Boyutu = 440 watt veya 600 VA
İnvertör
Doğru akım (DC) üreten güneş enerjisi kaynaklarını alternatif akıma (şebeke akımına) çeviren, sistemin kalbi niteliğinde ürünlerdir. Panellerin ürettiği 12 veya 24V DC gerilimi 240 V AC gerilime çevirir ve çıkışın sinizoidal olması gerekir. Tam sinüs özelliği de çamaşır makinesi, bulaşık makinesi ve buzdolabı gibi endüktif yükleri karşılamak ve bozmamak için gereklidir İnvertörün gücü kurulan sistemin aynı anda çalışacağını düşünülen cihazların anlık toplam gücüne göre seçilmelidir.
Şarj regülatörü
Güneş enerjisinden elde edilen gerilimi istenilen gerilim değerine düşüren ürünlerdir. Akünün tam dolmasını ve aşırı kullanımlarda deşarj (boşalmasını) olmasını engeller. Genel olarak, şebekeden bağımsız sistemlerde kullanılan bu ürünlerin seçiminde en önemli kriter verim değerleridir.
Bir regülatör seçerken dikkat edilmesi gereken en önemli parametre, regülatörün gerekli olan maksimum akıma dayanıklı olmasıdır. Seçilen regülatörün, kullanılan batarya voltajı ile uyumlu olmasına da dikkat edilmelidir. Şarj regülatörleri kullanılacak sisteme göre 12V/24V/48V ve/veya 10A/20A/40A/60A gibi değerlerde değişir. Şarj regülatörleri aynı zamanda DC voltaj çıkışları olduğundan doğru akımla çalışan cihazlara direk gerilim verirler. Şarj regülatörlerinin LCD göstergeli modelleri de mevcuttur. LCD göstergelide anlık akü ve panel akım, akü ve panel voltajını ve akünün şarj durumunu gösterir. Sisteme şarj regülatör seçerken maksimum akımı göz önünde bulundurmak gerekir.
Akümülatör
Şebekeden bağımsız sistemlerde elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden, istenildiğinde bunu elektrik enerjisi olarak veren cihazlardır.
Genel olarak üç tiptir: Kuru (Flooded Lead Acid), AGM (Absorbed Glass Mat Sealed Lead Acid) ve GEL (Gelled Electrolyte Sealed Lead Acid). Ancak kuru tip aküler fiyatlarından dolayı fotovoltaik sistemlerde daha çok tercih edilmektedir (Olması gereken ise aslında jel akülerdir). Akülerin kapasiteleri amper-saat (Ah) olarak ifade edilir. Ömürlerini uzun tutmak için kapasitesi %50’nin altında iken şarj edilmelidir. Verimleri %90 civarındadır.
Şebeke elektriğinin olduğu yerde 2 gün, olmadığı yerde 3 günlük ihtiyacını depolayacak kadar akü kullanımı uygun olacaktır. Bu da günlük tüketimi 5 kW olan bir ev için 10 kW’ı karşılayacak akü kapasitesi demektir. 12 V 1200 Ah’lik akü grubu 12volt*1200 Amper-Saat =14.400 watt depolayabilir. Akülerde depolananın tamamını hatta %70’inden fazlasını kullanmak akünün yapısını kısa zamanda bozmaktadır. Bu yüzden 12 V 1200 Ah bir akü grubu tasarlanan sistemim için ideal olacaktır. Kapasitesi belli akü hücreleri birbirine bağlanarak daha yüksek kapasiteli bir akü grubu elde edilebilir. 12 V 1200 AH’lık bir akü grubunun 6 adet 12 V 200 Ah’lık akülerin paralel bağlanarak oluşturulması mümkündür.
Kablo Seçimi
Fotovoltaik sistem kurumunda sistemin hesaplanması ve gereken ürünlerin seçimi kolay değildir ama genelde ihmal edilen ve ihmal edilmemesi gereken bağlantı ürünlerinin önemi fazlasıyla yüksektir. Solar sistem iki bölüme ayrılabilir:
- Sistem-Akü [SA]
- Akü-Tüketici [AT].
SA bölümü DC (doğru akım) bölümüdür ve genelde 12, 24 veya 48 V DC olarak kurulur. SA bölümünde güneş pilleri sayesinde üretilen elektrik akım, şarj regülatörü üzerinden akülere depolanır. Kablo kesitini hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:
A=0.0175*2*L*P/(fk*U²) (mm²)
Burada A iletken kesiti, fk iletken kaybı (%), 0,0175 bakır için spesifik direnç (Ohm×mm²/m), L kablo uzunluğu (m), P kablo tarafından alınması gereken güç (W), U sistem voltajıdır (V).