Long-term energy yield estimation of a solar photovoltaic power plant in METU NCC
ODTÜ KKK'deki güneş fotovoltaik santralinin uzun vadeli enerji verimi tahmini
- Tez No: 663421
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT FAHRİOĞLU, DOÇ. DR. ONUR TAYLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampüsü-Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Güneş kaynağı değişken olduğundan büyük ölçekli güneş enerjisi kurulumu yatırımcılar için bazı finansal riskler ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle, güneş kaynağının değişkenliğini görmek için uzun vadeli bir enerji verimi tahminine ihtiyaç vardır. Bu çalışmanın amacı, küresel yatay ışınımın (GHI) uzun vadeli eğilimleri ile enerji verimi ve seviyelendirilmiş elektrik maliyeti (LCOE) arasındaki ilişkiyi görmektir. Bu çalışma kapsamında bir PV temelli enerji santrali kurmanın güvenilirliğini görmek için aşılma olasılığı (POE) değerleri bulunmuştur. Tipik meteorolojik yıl (TMY), uydu tabanlı ve yerden ölçülen veriler gibi farklı veri kümeleri kullanılmış ve kalite kontrol testleri kullanılarak zeminde ölçülen verilerin doğruluğunu kontrol etmek için kalite değerlendirmesi yapılmıştır. Hatalı GHI verileri, Erbs modeli kullanılarak ve küresel eğimli ışınım (GTI) da izotropik gökyüzü difüzör modeli kullanılarak tahmin edilmiştir. Bu değerler, ölçülen GTI ile karşılaştırılmıştır. GHI'nin yıllar arası değişkenliği yer ölçülü ve uydu tabanlı veriler için sırasıyla %5.94 ve %2.21 olarak bulunmuştur. TMY ve P50 değerlerinin karşılaştırılmasına göre, TMY veri setlerinin yıllık GHI'yi yaklaşık %5.15, enerji verimini ise ortalama %6.83 oranında düşük öngördüğü bulunmuştur. Normal dağılım ampirik yöntemle karşılaştırıldığında P50 değeri enerji verimi için %0.93 ile düşük tahmin edilirken, Normal kümülatif dağılım fonksiyonu (CDF) P90 değerini ampirik CDF'ye göre %3.93 oranında fazla tahmin edilmiştir. Stokastik benzetimlerde bulunan P50 ve P90 değerleri, ampirik yönteme göre sırasıyla %3.30 ve %6.10 fazla çıkmıştır. Ayrıca, stokastik benzetimlerde kurulu güç başına üretilen enerji aralığı yaklaşık 1500-2000 kWh/kWp'ye yükseldiğinde LCOE aralığı 0.05-0.19 $/kWh'ye yükselmiştir. Enerji üretiminin genel belirsizliği yaklaşık %7.08 olarak bulunmuştur, fakat sıcaklık ve kirlenme gibi diğer hata kaynakları araştırılarak bu belirsizlik daha da azaltılabilecektir.
Özet (Çeviri)
Installing large scales of solar energy introduces some financial risks for the investors since the solar resource is variable. Thus, a long-term energy yield estimation is needed to see the variability of the solar resource. This study aims to see the relation between long-term trends of global horizontal irradiation (GHI) with the energy yield and the levelized cost of electricity (LCOE). Probability of exceedance (POE) values were found to assess the bankability of installing a solar PV power plant. Different datasets, such as typical meteorological year (TMY), satellite-based and ground-measured data, were used. Quality assessment was done to check the accuracy of ground-measured data using quality control tests. Erroneous GHI data was estimated using the Erbs model. Global tilted irradiation (GTI) was also estimated using the isotropic sky-diffuse model, and it was compared with measured GTI. The interannual variability of GHI was found as 5.94% and 2.21% for ground-measured and satellite-based data, respectively. The comparison of TMY and P50 values showed that TMY datasets underpredicted the annual GHI by about 5.15% and the energy yield by about 6.83% on average. When Normal distribution was compared with the empirical method, the P50 value was underpredicted by 0.93% for energy yield, whereas, Normal cumulative distribution function (CDF) overpredicted P90 value than the empirical CDF 3.93%. Doing stochastic simulations resulted in the highest POE values: P50 and P90 values increased by 3.30% and 6.10%, respectively, compared to the empirical method. Moreover, while the range of energy yield increased to about 1500-2000 kWh/kWp, LCOE range increased to 0.05-0.19 $/kWh in stochastic simulations. As the overall uncertainty of energy yield was found as about 7.08%, it can be further reduced by searching for other sources of error such as temperature and soiling.
Benzer Tezler
- Aiding agricultural practices with the exploration of earth observation data via machine learning
Yer gözlem uydu verilerinin tarımsal uygulamalara yardımcı olmak amacıya makine öğrenme algoritmaları ile incelenmesi
MEHMET FURKAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2023
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ERTEN
- Mathematical modelling of flow duration curves to be used for energy computations in high-head free-flow diversion type hydroelectric schemes, with special emphasis on karst effluents
Başlık çevirisi yok
AHMET ALKAN
Doktora
İngilizce
1996
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÜNAL ÖZİŞ
- Bitki yüzeylerinde Eddy kovaryans yöntemiyle ölçülen ve modellenen karbon değişiminin analizi
Analysis of modeled and measured carbon exchange measured by the Eddy covariance method on plant surface
NİLCAN ALTINBAŞ
Doktora
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ŞAYLAN
- Application of dynamic membranes in anaerobic membrane bioreactor systems
Anaerobik membran biyoreaktör sistemlerinde dinamik membranların uygulanması
MUSTAFA EVREN ERŞAHİN
Doktora
İngilizce
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Çoruh, Seyhan ve Ceyhan havzalarında kuraklık analizi
Drought analysis in Çoruh, Seyhan and Ceyhan river basins
TOLGA BARIŞ TERZİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİHRAT ÖNÖZ