Güneş Enerjisi Sistemlerinde Panellerden Kaynaklı Sistem Kayıpları Nelerdir?

Güneş enerjisi sistemlerinde gerek çevreden gerekse donanımdan kaynaklı birçok etmen sistemden elde edeceğimiz gücü etkilemektedir. Sistem kayıpları olarak adlandırdığımız şey ise; kurduğumuz fotovoltaik sistemde güneş paneli tarafından üretilen enerjinin, sistemden çıkan enerji ile arasındaki fark olarak adlandırılabilir. Kurduğumuz güneş enerjisi sisteminde maksimum verimi sağlayabilmek için, kayıplarını minimuma indirmemiz gerekir.

Güneş Paneli Kayıpları

Yukarıdaki resimde sistem kayıplarını ana başlıklar halinde görebiliriz. Şekilden de görebildiğimiz üzere en büyük kayıplar güneş panelleri ile ilgilidir. (gölgelenme kayıpları , tozlanma, yansıma, ışınım vs) . Güneş paneli ile ilgili olan kayıpları nasıl minimuma indirebiliriz, neler yapmalıyız, nelere dikkat etmeliyiz bunu bilmek için öncelikle bu kayıpların nasıl meydana geldiğine bir göz atalım.

Işıma Kayıpları

Işıma kayıplarından başlıklar halinde bahsedecek olursak bunlar; panel açısı, yansımalar, spektrum, gölge faktörleri tozlanma ve karlanmadır. Başlıklardan da anlaşıldığı üzere bu kayıplar daha çok paneller ile alakalıdır.

Panel açısı, güneş panelinin yatay eksenle yaptığı açıdır. Kaybı minimuma indirmek için panelin montaj açısı çok önemlidir. Panel açısı, güneşin dünyaya geliş açısı ile alakalı olduğu için enlem derecelerine göre hesaplanmaktadır. Türkiye 36-42 kuzey enlemleri arasında yer almaktadır, panel montajı yapılırken en kuzeyde bulunan Sinop ilimiz için 40 derecede kayıp minimum iken, bu sayı en güneyimiz Antakya da ise 35 dereceye kadar düşmektedir. Sistemi kurmayı planladığımız coğrafyada enlem derecesine bakılmalı ve gerekli hesaplamaları yaparak minimum kayba göre panel açısı belirlenmelidir. Evlerimizde ve fabrika çatılarımızda genellikle belli derecede bir eğim vardır, bu eğim açısı değerlendirilmeli, gerekirse montaj aşamasında taşıyıcı sistemler yardımıyla uygun açı sağlanmalıdır.

Yansıma; panel yüzeyine gelen güneş ışınımının absorbe edilmeden geri yansımasıyla meydana gelen kayıplardır. Malzeme teknolojisi geliştirilerek bu kayıpların önüne geçilmeye çalışılmaktadır. Örneğin kristal silisyum diğer yapılara göre daha fazla ışınımı soğurur. Güneş panelleri daha fazla ışığı absorbe etmek ve yansımayı minimuma indirmek için çeşitli katmanlardan oluşmaktadır. Yine aynı amaçla panellerin yüzeyi temperli cam ile kaplanmıştır.

Güneş Paneli Katmanları

Yukarıdaki fotoğrafta güneş paneli katmanlarını görebiliriz. Solar hücrenin üstünde hücreyi koruma amaçlı çerçeve, temperli cam ve eva bulunmaktadır. Eva (Etilen Vinil Asetat) olarak bahsettiğimiz ise; cam, hücreler ve alt tabakayla arayı dolduran, parçaları birbirine yapıştıran özel bir katmandır.

Malzeme teknolojisi ile ilgili gelişmeleri yakından takip etmek kuracağımız sistemde yansıma ile ilgili kayıpları minimuma düşürmemize yardımcı olabilir.

Gölge faktörleri; tasarımsal olarak kayıp miktarını en çok etkileyen faktörlerden biridir. Panel yerleşimi yaparken en önemli prensip, panelleri üzerine gölge düşmeyecek şekilde konumlandırmaktır. Nedenini açıklayacak olursak; güneş panellerin çoğunun çalışma prensibinde maksimum güç noktası denen çalışma noktası; panellerdeki ışınıma göre çalışır ve gölge faktörü olması durumunda bir panel üzerinde birden fazla farklı değerlerde çalışma noktası oluşur bu da kaybı ciddi oranda etkiler. Çatı üzeri sistemlerde tasarım aşamasında, bacalara, çevredeki yüksek yapılara, ağaçlar nedeni ile oluşabilecek gölge faktörlerine dikkat edilmeli panel yerleşimi yapılırken gölge faktörlerinden olabildiğince kaçınılmalıdır.

Panel yüzeyindeki tozlanma ve karlanma nedeniyle absorbe edilen ışınım miktarındaki azalmayla meydana gelen kayıplar da vardır. Genellikle az yağışlı yerlerde tozlanma daha fazla olmaktadır ve bu bölgelerde yüzde 14’e kadar verim kayıpları olabilmektedir. Bu kayıpların önüne geçmenin tek yolu ise periyodik olarak panel temizliğinin yapılmasıdır. Paneller zaten belli bir açı ile monte edildiklerinden ülkemiz için karlanma nedeniyle meydana gelen kayıplar ise tozlanmaya oranla çok daha düşük kayıplardır ve bunlardan genellikle varsayım olarak bahsedilmektedir.