Koordinat tabanlı güneş takip sistemi tasarımı / Coordinate based solar tracking system design

Abstract

Yaşadığımız çağda insan nüfusunun sürekli artması ve teknolojinin hızlı bir gelişim göstermesi kullanılan enerji miktarının da devamlı olarak artmasına sebep olmaktadır. Dünyada fosil yakıtların rezervlerinin azalması ve çevreye verdiği olumsuz etkilerden dolayı, elektrik enerjisi üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının (YEK) kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. YEK kaynaklarından olan güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etme yöntemlerinin başında fotovoltaik (FV) paneller gelmektedir. FV panellerin verimlerinin arttırılmasına yönelik çalışmaların çoğu FV hücrenin kimyasal yapısı ile ilgili olmuştur. FV panelin üzerine düşen güneş ışınımın, FV panel tarafından ne kadar elektrik enerjisi ürettiğine etki eden diğer bir faktör ise güneş ışınlarının FV panel yüzeyi ile yaptığı açıdır. Bu açı değeri ne kadar dik olursa FV panelin ürettiği elektrik enerjisi o kadar yüksek olmaktadır. Bu tez çalışmasında, güneş takip sistemlerinin (GTS) FV panellerin kazançlarına etkisinden bahsedilmiş olup, GTS çeşitleri detaylı olarak anlatılmıştır. GTS’lerin birbirleri ile karşılaştırılması yapılmıştır. Koordinat tabanlı güneş takip sistemi (KTGTS) tasarlanabilmesi için gerekli olan güneş açıları ile ilgili bilgiler ve hesaplamalar verilmiştir. Bu bilgiler ışığında bir GPS modül, manyetik (pusula) ve ivme ölçer kullanılarak, gerekli olan açı bilgileri elde edilmiş olup, bu bilgiler geliştirilen bir yazılım ile Ardunio Mega2560 mikrodenetleyicisi kullanılarak çift eksenli KTGTS tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem sabit açılı sistem ile karşılaştırılması yapılarak, %33-38 oranında kazancının daha fazla olduğu gözlemlenmiştir