Güneş Enerji Santrallerinde DC Kurulu Güç Artışı ve Etkileri

Bugüne dek birçok güneş enerji santralinde DC güç artışı çalışmaları için danışmanlık hizmetleri veren Maxima Enerji, edinilen bilgi ve tecrübelere istinaden DC güç artışına ilişkin önem arz eden bilgileri bir blog yazısıyla tüm sektör paydaşlarına sundu.

Blog yazısına göre;

“DC kurulu güç değişikliği yapılmış bir saha üzerinden örnek verilerek DC güç artışına ilişkin bilgiler aktarılmaktadır.

Güneydoğu Anadolu Bölgesinde yer alan 521,64 kW/495 kWe kurulu güce sahip bir santralde DC/AC kurulu güç oranı 1.05’tir. Santralde 10 adet 50 kWe gücünde inverterler ve 1932 adet 270 Wp gücünde solar paneller kullanılmaktadır.

İnverter kayıpları ve özellikle solar panellerdeki sıcaklığa bağlı kayıplar başta olmak üzere DC kısımdaki kayıplardan dolayı santral sözleşme bağlantı gücü olan 495 kWe’ye tam olarak erişememekteydi.

Teknik değerlendirme, üretim ve finans modellemeleri yapılıp yatırım kararı alındıktan sonra yatırımcı tarafından TEDAŞ kurumuna resmi başvuru yapılmış, santralin DC kurulu güç artışı için projeler TEDAŞ’a sunulmuştur. Kurulu güç artışı ile beraber inverterlerden maksimum üretim getirisi alınması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda yapılan başvurular neticesinde AC kurulu güç ve bağlantı noktasında herhangi bir değişiklik yapılmadan, sahaların onaylı köşe koordinatları ile çevirili alan içerisinde DC kurulu gücü artırımına, TEDAŞ tarafından izin verilmiştir.

DC kurulu güç artışı çalışmaları neticesinde saha koordinatları içerisindeki boş alanlara yeni dizeler eklenerek yapılan modelleme ile DC güç 521,64 kW‘ten 690,14 kW’e çıkarılıp, DC/AC kurulu güç oranı 1,39 seviyesine yükseltilmiştir. Böylelikle santralin, radyasonun yeterli olduğu zamanlarda maksimum sürede azami güçte (sözleşme gücü olan 495 kWe) kalması sağlanmıştır. Bu sayede santral DC güç artışı olmadan 11:30 -13:30 saatleri arası maksimum güçte üretim yapılabiliyorken DC güç artışı sonrası 10:00 -15:00 arasında maksimum güçte çalışmaya başlamıştır.

Hemen hemen Ortam sıcaklığı ve Radyasyon miktarının benzer olduğu tarihlerdeki artış öncesi ve artış sonrası güç ve üretim grafikleri aşağıdaki gibidir.

Santral dizaynı yapılırken yıllık olarak karşımıza çıkabilecek kayıp oranlarının bir örneği aşağıdaki gibidir. Burada DC kısımla alakalı pastadaki en büyük kayıp miktarları gölgelenme, kirlilik ve sıcaklıktır. Ancak aşağıdaki değerler yıllık tahmini ortalama değerler olduğu için, radyasyon miktarının en yüksek geldiği yaz aylarında sıcaklığa bağlı kayıplar %15 -%18 seviyelerine ulaşabilmektedir. Bu durum santralin anlık gücüne dolayısıyla üretim miktarına direk etki eden önemli bir faktör olarak karşımıza çıkmaktadır.

Güneşlenme sürelerine bağlı olarak en yüksek üretim miktarları yaz aylarında gerçekleşmektedir. DC/AC oranının yüksek olması sayesinde sıcaklıktan kaynaklı kayıplar sistem tarafından kompanse edilebilmekte ve bu sayede santral peak güce rahatlıkla ulaşabilmekte ve uzun süreler bu seviyede kalabilmektedir.

Yapılan revizyon sonrası DC Güç 168,5 kWp arttırılarak 521,24 kW’ten 690 kW‘e çıkarılmış, DC/AC oranı 1.39 seviyesine ulaşmıştır. Yapılan kontrollerde günlük bazda üretim artışının %33’lere kadar çıktığı tespit edilmiştir. Elbette bu artış oranı güneşlenme miktarına bağlı olmak üzere her zaman sabit kalmayacak ancak getirisi her zaman olacaktır.

Bir diğer örneğimizde Akdeniz Bölgesinde yer alan bir güneş enerji santralinde inverter bazında DC kurulu güç artışına ilişkin detaylar yer almaktadır. 40 kWe kurulu gücündeki 25 adet inverterden oluşan 1000 kWe kurulu gücüne sahip santralde inverterlerin her biri 42,66 kW DC kurulu güce sahiptir. Yani DC/AC oranı 1,06’dır.

Yeni durumda dize eklenerek inverter DC kurulu gücü 60 kW’e çıkarılmış ve yeni durumda DC/AC oranı 1.50’ye yükselmiştir. (Inverterlerin elektriksel özelliklerine uygun olarak DC – AC revizyonları yapılmalıdır).

Aşağıda DC kurulu güç artışı yapılan bir inverter (60 kW/40 kWe) ile, normal bir invertere ait (42.66 kW/40 kWe) karşılaştırmalı güç grafikleri verilmiştir.

Yukarıdaki iki inverterin ilgili aydaki güç grafiğine bakıldığı zaman mavi renkteki grafiğe sahip inverterin DC güçten gelen kaybı yaklaşık %25’leri bulmuştur. Burada başlıca kayıpları şu şekilde sıralayabiliriz: Modüllerdeki Sıcaklığa bağlı kayıplar, DC kablolardaki omik kayıplar, kirlilik kayıpları, gölge kayıpları inverter DC- AC verim kayıpları vb.

Kurulu güç artışı yapılan inverter, bu kayıpları fazla DC güce sahip olması nedeniyle absorbe edebilmiş, hem erkenden limiti olan seviyeye ulaşmış hem de bu seviyede uzun süre üretimde kalabilmiştir. (Not: inverter AC güç tarafından 39 kWe‘ye limitlidir)

Gün sonundaki üretim farkı aşağıdaki gibidir. 60 kW DC kurulu güce sahip inverterin üretimi 364,10 kWh iken, 42,66 kW DC kurulu güce sahip inverterin üretimi 255 kWh’tir. Aradaki üretim farkı yaklaşık %42‘dir.

Sonuç olarak santrallerinizdeki DC/AC kurulu güç oranına bağlı olarak güneşli her zaman dilimi için belki de kazanabileceğiniz fazladan getiriden mahrum kalıyorsunuz. Yukarıdaki örneklerde olduğu gibi santrallerinizdeki yapının müsait olması ve yatırım kararı alabilecek uygun fizibilitelerin oluşmasıyla beraber DC güç artışı ile santral üretim miktarlarının arttırılması mümkün olmaktadır. YEKDEM mekanizmasına ait teşvikli alım bedellerinin bir daha görülmesinin çok zor olduğu günümüzde teşvik fiyatlarından maksimum ölçüde faydalanılmasını tavsiye ederiz.

DC kurulu güç artışından farklı modellemeler ile santral sahasına özgü projenin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu modellemelerin bazıları aşağıdaki gibi ele alınabilir.

-Santral sınırları içerisinde yeni konstrüksiyon-dize kurulumuna müsait bir alanda kurulum yapılmasına ilişkin modelleme

-Santral sınırları içerisinde yeni bir eklenti yapmaya müsait alan yok ise panellerin yüksek güçlü panellerle değişimine ilişkin bir modelleme

Her iki durumda da dikkat edilmesi gereken başlıca hususlar vardır ancak en önemlisi elektriksel altyapının uygunluk kontrolü olmalıdır. Burada en öne çıkan ekipman olan inverterlerin DC ve AC kısımlarındaki teknik özelliklerin kurulu güç artışına bağlı uygunluğu kontrol edilmelidir.

Güneş Enerji Santrallerinde DC Güç Artışı İle İlgili Takip Edilmesi Gereken Adımlar

-DC Güç artışı istenen bir proje için projelendirme ve teknik fizibilite çalışmalarının yapılması,
-Teknik Fizibilite çalışmaları sonrası üretim modellemesinin ortaya çıkarılması (Üretim Simulasyonunun Yapılması),
-Maliyetlerin hesabı,
-Yatırım geri dönüş süreleri ile beraber finans modellemesinin ortaya konulması,
-Yatırım kararı sonrası yetkili kurumlara kurulu güç artışı için onay başvurusunun yapılması,
-Onay sonrası kati projelendirme ve kurulum İşlerinin başlatılması,
-Kurulum sonrası test ve devreye alma işlemlerinin yapılması”

Kaynak: https://www.maximaenerji.com.tr/gunes-enerji-santrallerindedc-kurulu-guc-artisi-ve-etkileri