Solar radiation estimation for modeling of PV arrays and calculation of solar energy potential based on ArcGIS

Abstract

Güneş enerjisi, en verimli alternatif enerji kaynaklarından biri olarak bilinir. Yeryüzüne ulaşan güneş ışınımı, güneş enerjisinin bir şeklidir. Güneş enerjisi uygulamaları, seçilen bölgenin güneş ışınımı potansiyeli hakkında tam bir bilgi ve ayrıntılı analiz gerektirir. Bu tezde, altı farklı güneş ışınımı hesaplama modeli kullanılarak Eskişehir için eğimli bir yüzey üzerinde saatlik küresel güneş ışınımı tahmin edilmiştir. Bu modellerin sonuçları, istatistiksel hata yöntemleri kullanılarak saatlik ölçüm verileri ile karşılaştırılmıştır. Tahmin sonuçları, modellerin performansını daha belirgin bir biçimde göstermek için aylık küresel güneş ışınımına dönüştürülmüştür. Uygun güneş ışınımı modeli seçildikten sonra, modeller karşılaştırıldığında, Eskişehir'in enerji potansiyelini hesaplamak için daha doğru sonuçlar veren model kullanılmıştır. MATLAB/Simulink programında ideal bir fotovoltaik panel simülasyonu uygulanmıştır, bunun yanı sıra, saatlik ölçülen rüzgar hızı, hava basıncı, küresel güneş ışınımı ve sıcaklık değerlerine dayalı olası PV panel enerji üretim miktarını hesaplamak için uygun bir algoritma seçilmiştir. PV potansiyelinin belirlenmesinden sonra, ideal PV simülasyonu ve tahmini PV potansiyeli sonuçları meteorolojik koşullar dikkate alınarak PV verimliliğini anlamak için karşılaştırılmıştır. Ayrıca, Anadolu Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nin bina çatı yüzeyinin PV potansiyeli hesaplanmış ve PV kurulumu için uygun çatı alanı ArcGIS yazılımı kullanılarak belirlenmiştir.