Fotovoltaik güç sistemlerinde devreye alma ve işletme sırasında oluşan arızaların incelenmesi

Abstract

Elektrik enerjisi üretiminde kullanılan fosil yakıtlardan kaynaklı olarak artan çevre kirliliği ve küresel ısınma gibi problemler yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ihtiyacı ortaya çıkarmıştır. Bu duruma ek olarak azalan fosil yakıt rezervi ve ülkeler için enerji arz güvenliğini sağlamak amacıyla enerji üretim kaynaklarını çeşitlendirme gereksinimi yenilenebilir enerji kaynakları kullanımını bir zorunluluk haline getirmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında coğrafi koşullardan bağımsız olarak en kolay faydalanılabilen enerji kaynağı güneştir. Ülkemizdeki kurulu gücün yaklaşık %7’si fotovoltaik güç santrallerinden oluşmaktadır ve bu santrallerinin sayıları her geçen gün artmaya devam etmektedir. Güneş enerjisine olan talep, Türkiye’ de de tüm dünyada olduğu gibi artan enerji ihtiyacı da göz önüne alındığında artarak devam edecektir. Enerji verimliliğini artırmak için üretim yapılabilen saatlerde fotovoltaik güç santrallerinin kesintisiz üretim yapabilmesi fosil yakıtların tüketimini azaltmak için önemlidir. Bu nedenle kesintisiz çalışmanın önüne geçen durumları ve arızaları tespit etmek bir gerekliliktir. Bu alanda daha önce yapılan çalışmalar incelendiğinde fotovoltaik güç santrallerinde yaşanan arızaların kategorize edildiği yayınlar ve elektriksel arızaların modellendiği yayınlar ayrı ayrı bulunmaktadır. Ancak fotovoltaik güç santrallerinde devreye alma ve işletme sırasında karşılaşılan zorlukları detaylı olarak ele alan ve elektriksel arızaları hem teorik hem pratik olarak inceleyen, sanal ve gerçek ortamda model oluşturan akademik çalışmalarda kısıtlılık olduğu görülmektedir. Bu bağlamda ilgili çalışmalar için özellikle yerel bazlı olanlara gereksinim vardır. Bu çalışmada fotovoltaik güç santrallerinin devreye alınması ve işletmesi sırasında yaşanan ve / veya yaşanabilecek arızalar kategorize edilecek ve elektriksel arızalar MATLAB / Simulink üzerinde model oluşturularak incelenmektedir. Elde edilen sonuçların akademik çalışmalara kaynak oluşturması ve sektördeki firmalara saha uygulamalarına katkı sağlaması amacıyla paylaşılması hedeflenmektedir.

Problems such as increasing environmental pollution and global warming due to fossil fuels used in energy production have revealed the need for renewable energy sources. In addition to this situation, the decreasing fossil fuel reserves and the need to diversify energy production resources in order to ensure energy supply security for countries have made the use of renewable energy sources a necessity. Among the renewable energy sources, the most easily utilized energy source, regardless of geographical conditions, is the sun. Approximately 7% of the installed power in our country consists of photovoltaic power plants and the number of photovoltaic power plants continues to increase day by day. The demand for solar energy will continue to increase in Turkey as it is in the whole world, considering the increasing energy need. In order to increase energy efficiency, the uninterrupted production of photovoltaic power plants during production hours is important to reduce the consumption of fossil fuels. For this reason, situations and malfunctions that prevent uninterrupted operation should be detected. When the previous studies in this field are examined, there are publications in which faults in photovoltaic power plants are categorized and publications in which electrical faults are modeled separately. However, there are limitations in academic studies that deal with the difficulties encountered in commissioning and operation in photovoltaic power plants in detail, examines electrical faults both theoretically and practically, and create models in virtual and real environments. In this context, there is a need for relevant studies, especially locally based ones. In this study, the possible failures that may be occur during the commissioning and operation of photovoltaic power plants are categorized and the electrical failures are examined by creating a model on MATLAB / Simulink. It is aimed to share the results obtained in order to create a resource for academic studies and to contribute to the field applications to the companies in the sector.