Monitoring, analysis, and simulation of photovoltaic heat island effect in Turkey: Sekbandemirli solar power plant field study
Türkiye'de fotovoltaik ısı adası etkisinin izlenmesi, incelenmesi ve benzetişimi: Sekbandemirli güneş enerjisi santrali saha çalışması
- Tez No: 712433
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT GÜLTEKİN AKINOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ TALAT ÖZDEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Çevre Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yer Sistem Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 182
Özet
Günümüzde yenilenebilir, sürdürülebilir ve temiz enerji elde etme yöntemleri arasında bulunan güneş enerjisi dönüşüm teknolojileri, hızlı bir gelişim göstermektedir. Bu teknolojilerin en yaygın olanlarından birisi, güneş (veya gün) ışığının taşıdığı enerjinin doğrudan çevrimi ile elektrik eldesini sağlayan Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrali (FV-GES)'dir. Bu santraller, çevre-dostu ve ekonomik enerji üretiminde toplumsal olarak kabul görmüştür. Ancak bu santrallerin çevresel etkileri hakkında bazı tartışmalar mevcuttur. Bu tartışmaların odağındaki konulardan biri, bu enerji santrallerini inşa etmede kullanılan büyük sayılardaki koyu renkli fotovoltaik güneş paneli dizilerinin, kuruldukları doğal arazinin doğal yüzey yansıtabilirliğini (albedo) değiştirip değiştirmediği üzerinedir. Bu nedenle, bulundukları bölgenin yerel hava sıcaklık döngülerini de etkileyebilirler. Literatürde Fotovoltaik Isı Adası Etkisi (FV-IAE) olarak geçen bu çevresel sorun, yakın çevresiyle etkileşim yapan fotovoltaik güneş modüllerinin optik ve termal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu etkiyi gözlemlemek için Türkiye'nin Kütahya iline bağlı Tavşanlı ilçesindeki Sekbandemirli kırsal kesimine kurulmuş bir güneş enerjisi santralinde üç yıl süren bir saha projesi ve çalışması yürütülmüştür. Sekbandemirli GES içinde ve dışında belirli noktalara kurulan meteorolojik istasyonlar ile toplanan ilgili hava durumu verileri istatistiksel (ANOVA ve Tukey's HSD), korelasyonel (Pearson ve Spearman), grafiksel (yüzedesel sütun dağılımı, günlük ve aylık çizgi grafikleri ve temsili çizimler) ve simülasyon tabanlı (mikroiklim simülasyon yazılımı ENVI-met) yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir. Bu doğrultuda, Sekbandemirli FV-GES sahasının merkezinde, oluşma sıklığı günlük ve mevsimsel olarak değişen,“geçici”olarak ifade edilebilecek ısı adası oluşumları bulunmuştur. Saha merkezinde kaydedilen hava sıcaklıkları, saha dışındaki referans alınan lokasyonda kaydedilen hava sıcaklıklarına göre çoğunlukla“(-3) - 6°C”arasında farklar göstermektedir. Çoğunlukla geceleri daha az etkili (-3°C'ye kadar) bir soğuma etkisi (negatif FV-IAE) baskın olmasına rağmen, gündüzleri saha merkezinde 6°C'ye varan daha yüksek ortam hava sıcaklıkları, anlamlı olarak belirgin (ve pozitif) FV-IA formasyonlarına işaret etmektedir. Bu tez, içeriğinde kullanılan yöntemler doğrultusunda, FV-IAE konusunda Türkiye'de ve dünyada yapılan ilk çalışmadır.
Özet (Çeviri)
Today, solar energy conversion technologies, which are among the methods of obtaining renewable, sustainable, and clean energy, show rapid development. One of the most common technologies is Photovoltaic Solar Power Plant (PVPP), which provides electricity by direct conversion of the energy carried by the sunlight (or daylight). These power plants are socially accepted in environmentally-friendly and economical energy production. However, there are some debates about the environmental impacts of these power plants. One of the issues at the focus of these debates is whether dark-colored photovoltaic solar module (panel) arrays in large numbers used to build these power plants alter the natural ground reflectivity (albedo) of the land where they are installed. For this reason, they may also affect the local air temperature cycles of the region where they are located. This environmental problem, referred to as the Photovoltaic Heat Island Effect (PVHIE) in the literature, arises from the optical and thermal properties of photovoltaic modules interacting with their close environment. A three-year field project and study was carried out to observe this effect in a PVPP constructed in the Sekbandemirli rural area in the Tavşanlı district of the Kütahya province in Turkey. The relevant weather data collected by the meteorological stations installed on specific locations inside and outside Sekbandemirli PVPP were analyzed using statistical (ANOVA and Tukey's HSD), correlational (Pearson and Spearman), graphical (percentage column distribution, daily and monthly line charts, and representative illustrations) and simulation-based (the microclimate simulation software ENVI-met) methods. Accordingly, the heat island formations, which can be expressed as“transient”, whose frequency of occurrence changes daily and seasonally, have been found at the Sekbandemirli PVPP field center. The air temperatures recorded at the field center show the differences between“(-3) – 6°C”compared to those recorded at the reference location outside the field. The higher daytime ambient air temperatures up to 6°C difference at the field center significantly indicate the evident (and positive) PVHI formations, although a less effective (up to -3°C) cooling effect (negative PVHIE) prevails mostly at nighttimes. This thesis is the first study on PVHIE in Turkey and the world, in line with the methods used within its content.
Benzer Tezler
- Şebeke bağlantılı fotovoltaik enerji santrallerinin elektrik güç kalite parametrelerinin izlenmesi ve analizi
Monitoring and analysis of electrical power quality parameters of on-grid photovoltaic power plants
SAMİ ABAMOR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURETTİN BEŞLİ
- Büyük ölçekli şebeke bağlantılı bir fotovoltaik santralin benzetim sonuçlarının gerçek veriler ile karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of simulation results of a large-scale grid-connected photovoltaic power plant with real data
ABDÜLKADİR SİPAHİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN SEZEN
- Agent-based modeling and simulation in hospital energy planning
Hastane enerji planlamasında ajan tabanlı modelleme ve simülasyon
ALİ KOÇ
Doktora
İngilizce
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP ULUSAM SEÇKİNER
- Şebeke bağlantısız güneş ve rüzgar enerji sistemlerinin yönetimi, kontrolü ve izlenmesi için yeni yaklaşımlar
Novel approaches for the management, control and monitoring of the off-grid solar and wind energy systems
SERHAT DUMAN
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURAN YÖRÜKEREN
PROF. DR. İSMAİL HAKKI ALTAŞ
- Yüzer ve arazi kurulumu fotovoltaik sistemlerin teknik ve ekonomik açıdan incelenmesi
Technical and economic analysis of floating and ground mounted photovoltaic systems
HAKAN ŞENÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER