Geri Dön

Güneş enerjisi santrallerinde evirici tipi seçimi: Performans karşılaştırması ve çevresel faktörlerin analizi

Inverter type selection in solar power plants: Performance comparison and analysis of environmental factors

PDF İndir

  1. Tez No: 988457
  2. Yazar: FATİH KAYA
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAYRAM KÖSE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İzmir Bakırçay Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, güneş enerji santrallerinde (GES) yaygın olarak kullanılan dizi evirici, optimizerli evirici ve mikro eviriciler maliyet, güvenlik, gölgelenme duyarlılıkları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Ayrıca fotovoltaik (PV) modüller ve evirici sistemlerinde gölgelenme kaynaklı kayıpların azaltılmasına yönelik teknolojik gelişmeler incelenmiş ve bu yaklaşımların sistem performansı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmada, İzmir Bakırçay Üniversitesi yerleşkesinin iklimsel ve çevresel koşulları esas alınarak yedi farklı gölgelenme senaryosu oluşturulmuş ve bu senaryolar PVsyst programında modellenmiştir. Her bir senaryoda, üç farklı evirici tipine bağlı eşit sayıda ve aynı teknik özelliklere sahip PV modülleri belirli oranlarda gölgelenmiş, buna bağlı olarak sistem performansında meydana gelen değişimler ayrıntılı biçimde izlenmiştir. Simülasyon çalışmaları sonucunda elde edilen yatay global ışınım, yatay difüz ışınım, ortam sıcaklığı, kollektör düzlemine gelen global ışınım, gölgelenme etkisi için düzeltilmiş etkin global ışınım, dizi çıkışındaki etkin enerji ve şebekeye enjekte edilen enerji parametreleri bağımsız değişkenler olarak ele alınmıştır. Performans oranı (PR) ise sistem performansını temsil eden bağımlı değişken olarak tanımlanmış ve bu değişkenler arasındaki ilişki çoklu doğrusal regresyon yöntemi kullanılarak istatistiksel açıdan analiz edilmiştir. Regresyon modeli sayesinde, farklı gölgelenme koşullarında evirici mimarilerinin PR üzerindeki etkileri nicel olarak ortaya konmuş ve simülasyon tabanlı sonuçların karar verme süreçlerinde kullanılabilirliği değerlendirilmiştir. Bu yaklaşım, evirici seçiminin yalnızca deneyime dayalı değil, veriye dayalı ve analitik bir çerçevede ele alınmasına katkı sağlamaktadır. Çalışmada ayrıca, evirici türleri iş sağlığı ve güvenliği (İSG) açısından kurulum, bakım ve işletme süreçleri dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Modül bazlı çalışma prensibine sahip optimizerli ve mikro evirici sistemlerin gölgelenme toleransı yüksektir. Arıza durumlarının lokalize edilebilmesi nedeniyle daha verimli ve güvenlidir. Buna karşın dizi eviricilerin daha basit sistem yapısı ve düşük ekipman sayısı sayesinde bakım kolaylığı sağladığı belirlenmiştir. Bu nedenlerden dolayı dizi eviricilerin tek cephe eşit gölgelenmeye maruz kalan alanlarda, optmizerli evirici sistemlerinin çoklu cephe uygulamaları ve lokal gölgelenmeye sahip ticari çatı uygulamalarında, mikro eviriciler yüksek gölgelenme toleransı ve güvenlik avantajları sayesinde küçük ölçekli çatı sistemlerinde teknik açıdan en uygun çözüm olarak değerlendirilmiştir. Bu kapsamda çalışma, evirici seçiminin yalnızca ilk yatırım maliyetine dayalı olarak değil; gölgelenme profili, sistem ölçeği, PR sürekliliği ve İSG gereksinimleri gibi çok boyutlu parametreler dikkate alınarak yapılması gerektiğini açıkça ortaya koymaktadır. Geliştirilen simülasyon ve istatistiksel analiz yaklaşımı, farklı saha koşulları için evirici performansının önceden öngörülebilmesine olanak sağlayarak, GES tasarımında daha güvenilir ve rasyonel kararların alınmasına katkı sunmaktadır. Bu yönüyle çalışma hem akademik literatüre hem de uygulamaya dönük GES projelerine teknik bir referans niteliği taşımaktadır.

Özet (Çeviri)

In this study, string inverters, power optimizer–based inverters, and microinverters widely used in solar power plants (GES) were comparatively examined in terms of cost, safety, and sensitivity to shading. In addition, technological developments aimed at reducing shading-induced losses in photovoltaic (PV) modules and inverter systems were investigated, and the effects of these approaches on system performance were evaluated. Within the scope of the study, seven different shading scenarios were developed based on the climatic and environmental conditions of the İzmir Bakırçay University campus, and these scenarios were modeled using the PVsyst software. For each scenario, an equal number of PV modules with identical technical characteristics connected to three different inverter types were subjected to specific shading ratios, and the resulting changes in system performance were monitored in detail. The simulation outputs, including global horizontal irradiance, diffuse horizontal irradiance, ambient temperature, global irradiance on the collector plane, effective global irradiance corrected for shading effects, effective energy at the array output, and energy injected into the grid, were considered as independent variables. The performance ratio (PR) was defined as the dependent variable representing system performance, and the relationship between these variables was statistically analyzed using the multiple linear regression method. Through the regression model, the effects of inverter architectures on PR under different shading conditions were quantitatively revealed, and the applicability of simulation-based results to decision-making processes was evaluated. This approach contributes to the consideration of inverter selection within a data-driven and analytical framework rather than relying solely on experience-based judgments. In addition, inverter types were evaluated in terms ofoccupational health and safety (OHS), taking into account installation, maintenance, and operation processes. Optimizer-based and microinverter systems, which operate on a module-level basis, exhibit high shading tolerance and provide higher efficiency and safety due to the localization of fault conditions. In contrast, string inverter systems were found to offer ease of maintenance owing to their simpler system structure and lower number of components. For these reasons, string inverters were considered suitable for applications exposed to uniform shading on a single façade, optimizer-based inverter systems were identified as appropriate solutions for multi-façade applications and commercial rooftop systems with local shading, while microinverters were evaluated as the most technically suitable solution for small-scale rooftop systems due to their high shading tolerance and enhanced safety features. Within this context, the study clearly demonstrates that inverter selection should not be based solely on initial investment cost, but should also consider multidimensional parameters such as shading profile, system scale, PR continuity, and OHS requirements. The developed simulation and statistical analysis approach enables the prediction of inverter performance under different site conditions in advance, thereby contributing to more reliable and rational decision-making in GES design. In this respect, the study serves as a technical reference for both academic research and practical solar power plant applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    511547

    Türkiye'nin çeşitli illerinde yapılacak arazi tipi lisanssız güneş enerjisi santrali yatırımlarının teknik ve finansal analizi

    Technical and financial analysis of unlicensed ground mounted pv plants investments in several provinces of Turkey

    GÜNAY TEKKALE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Maliyeİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖNDER GÜLER

  2. Tez No

    964777

    Merkezi ve dizi tipi evirici kullanılan güneş enerjisi santralinin Mardin ili verileriyle karşılaştırmalı performans analizi

    Comparative performance analysis of solar power plants employing central and string inverters using data from Mardin province

    KENAN BABAOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    EnerjiGümüşhane Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ENGİN BAŞOĞLU

  3. Tez No

    708776

    10 MW GÜNEŞ ENERJİSİ SANTRALİ İÇİN OPTİMUM EVİRİCİ TASARIMI

    OPTIMUM INVERTER DESIGN FOR 10 MW SOLAR POWER PLANT

    BURAK ATASOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SÜLEYMAN SUNGUR TEZCAN

  4. Tez No

    783587

    Sürdürülebilirlik kapsamında akıllı kampüs tasarımı ile akıllı şebekeler için yenilenebilir enerji yönetimi uygulamaları

    Renewable energy management applications for smart grids with smart campus design within the scope of sustainability

    ZEYNEP CERAN ÇAMAYAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Enerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA BETÜL ÜNSAL ÇELİMLİ

  5. Tez No

    925864

    Fotovoltaik mikro-eviriciler için LLC rezonant DA-DA dönüştürücü tasarımı ve gerçeklenmesi

    Design and implementation of LLC resonant DC-DC converter for photovoltaic micro-inverters

    ATİYE MELİS YÜZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUTLU BOZTEPE

Geri Dön