14-GÜNEŞ TAKİP SİSTEMLERİ

Güneş ışınları panel yüzeyine ne kadar dik gelirse üretilen enerji o kadar yüksek olmaktadır. Güneş ışınlarının panel yüzeyine sürekli dik gelmesini sağlamak üzere güneş takip sistemleri (trackerlar) kullanılmaktadır. Bu sistemlerin kullanımı sonucunda; panellerden elde edilen elektrik enerjisi miktarının % 37’lere kadar arttığı belirlenmiştir.

Güneş takip sistemleri, gün içinde güneş ışınlarının geldiği yöne dayanarak Güneş takip sistemlerinin kullanım alanları; konutlar, balık çiftlikleri, orman gözetleme kuleleri, reklam panoları, sulama sistemleri, kuyudan su çıkartma projeleri, piknik ve kamp yerleri, karavan ve tekneler, baz istasyonları, telsiz ve iletim istasyonları, yol, bahçe, kapı önü aydınlatmaları, trafikte güvenlik ve ikaz sistemleri, güvenlik sistemleri, bekçi kulübeleri, çeşitli ölçüm istasyonları, sınır karakolları, şehir elektriğinin alınamadığı yerler, rüzgar ve hidroelektrik enerjisinin kullanılamadığı yerler, dünyanın yörüngesindeki uydular, v.b. olarak belirtilebilir.

Güneş takip sistemlerinin çalışma şekli ayçiçeklerine benzetilebilir. Ayçiçeklerinin sürekli güneşe doğru bakması gibi bu sistemler de güneşin hareketini takip etmektedir.

Güneş izleyici sistemler, fotovoltaik panellerin gün içinde sürekli olarak güneşi izleyerek, güneş panellerinden elde edilecek enerjiyi yaklaşık % 30-40 civarında artırırlar. Güneş ışınlarının daima güneş paneline 90 derecelik açı ile gelmesini sağlamak için “Güneş Takip Sistemleri” üretilmiştir.

Güneş takip sistemleri takip ekseni ve kontrol yöntemlerine göre farklılık göstermektedir. Genel olarak güneş takip sistemlerini şu şekilde sınıflandırabiliriz:

Kullanılan Eksen Sayısına Göre Güneş Takip Sistemleri

Tek Eksenli Kontrol Sistemleri
Bu kontrol sistemlerinde panel sadece tek eksende hareket etmektedir. Güneş takip sistemi sayesinde verimliliği yaklaşık %20-25 oranlarında arttırmak mümkündür. Tek eksenli kontrol sistemlerinde panel kuzey-güney hattına yerleştirilir ve hareketi doğu-batı ekseninde yapılır.

Çift Eksenli Güneş Takip Sistemleri
İki eksenli kontrol sistemlerinde Güneş’in gökyüzündeki konumunu belirten iki açı değeri ile takip gerçekleştirilir. Bu kontrol sisteminde eksenlerden biri azimuth ekseni, diğeri ise zenith ekseninde hareket etmektedir. İki eksenli kontrol sistemi ile panel verimliliği %30-40 oranlarında iyileştirilebilir.
Kullanılan Kontrol Yöntemine Göre Güneş Takip Sistemleri

Pasif Kontrollü Sistemler
Sistemin güneşi takip edebilmesi için gerekli konum bilgisi algılayıcılar tarafından sağlanan ve kapalı çevrim çalışan sistemlerdir. Güneş panellerinin ışığın yoğun olduğu yöne yönelmesi prensibi ile çalışan sistemlerde algılayıcı olarak ışığa duyarlı algılayıcılar veya özel geliştirilmiş algılayıcılar kullanılabilir. Güneş panelinin ön yüzüne yerleştirilen algılayıcı günün değişen saatlerine göre ışığın daha yoğun geldiği yönü algılar ve buna göre bir sinyal üretir. Bu sinyal kontrolör tarafından işlenerek sistemin tek eksende veya iki eksende hareketi gerçekleştirilir.

Pasif kontrollü sistemlerin avantajı algoritmalarının karmaşık yapıda olmayışıdır. Fakat sistemde kullanılan algılayıcılar ortam koşullarından çok etkilenebilir ve hatalı ölçüm yapabilir. Buna bağlı olarak güneşin konumu yanlış tespit edilebilir, sistem kararsızlaşabilir. Algılayıcıdan alınan veri sürekli olarak kontrolör tarafından izlendiği ve buna göre bir kontrol sinyali üretildiği için bu sistemler kapalı çevrim çalışmaktadır.

Aktif Kontrollü Sistemler
Güneş konumunun belirlenmesi için herhangi bir algılayıcı sistem kullanılmayan, konum bilgisinin matematiksel algoritmalar yardımıyla elde edildiği, açık çevrim takip sistemidir.Güneş’in konumu yıllık ve günlük davranışına göre bazı yaklaşımlarla matematiksel olarak modellenebilir. Elde edilen matematiksel modele göre açı değerleri sistemin kontrol değişkenlerini oluşturur.
Pasif kontrol sistemlerine göre daha karmaşık yapıdadır ama daha güvenilir sonuç vermektedir. Algılayıcıların dış ortamdaki havanın kapalı olması, kirlenme, yağmur ve benzeri bozucu etkenlerden dolayı oluşturduğu hatalar bu sistemlerde mevcut değildir. Hava bulutlu veya kapalı dahi olsa Güneş konumu matematiksel olarak bilindiği için paneller sürekli dik ışın alacak şekilde konumlandırılabilmektedirler.

Aktif kontrollü sistemler de tek eksenli veya çift eksenli olarak tasarlanabilmektedir. Kontrol yapısı oluşturulurken panellerin bulunduğu bölgenin enlem, boylam ve yerel saat bilgileri ile birlikte birkaç değişkenin daha bilinmesi konumun belirlenmesi için yeterlidir.

Her iki kontrol yöntemi içinde geçerli olan iki çalışma şekli mevcuttur. Bu çalışma şekilleri sürekli çalışma ve parçalı çalışmadır. Sürekli çalışmada güneşin konum bilgisi kontrolör tarafından anlık takip edilmekte ve anlık hareket bilgisi motorlara iletilmektedir. Bu sayede güneşin konumu sürekli olarak izlenmektedir. Parçalı çalışma şeklinde ise kontrolör yine konum ilgisini anlık olarak almakta fakat güneşi takip etme işlemi belirli zaman aralıkları ile gerçekleştirilmektedir. Bunun nedeni ise takip sisteminin enerji tüketimini azaltmaktır.