Fotovoltaiklerin ve Güneş Kollektörlerinin Özel Aletler ve Yöntem ile Konumlandırılması ve Gölge Faktörünün Jeodezik Yöntemle Araştırılması

Positioning of Photovoltaics and Solar Collectors with Special Instruments and Methods and Investigation of Shadow Factor by Geodesic Method

Özet

Fotovoltaik panel / kolektörü kullanabilmek için, yatay düzlemde belirli bir eğim açısına sahip olacak şekilde yaklaşık olarak güney yönünde döndürülmeleri gerekir. Bu konumlandırma, yaz aylarında gün boyunca maksimum elektrik üretimi / sıcak su temini için yeterli olabilir. Güneş ışınları, Kasım, Aralık, Ocak, Şubat ve Mart aylarında yaza göre daha eğik bir açıyla Dünya'ya gelir. Bu durumda, yaz mevsimine göre konumlandırılmış fotovoltaik panel / kollektörden maksimum verimlilik elde etmek zorlaşır. Güneş FV panelleri / kollektörleri, belirtilen aylarda güneşten yararlanmak için nasıl konumlandırılmalıdır? Bu sorunun çözümleri araştırılmıştır. Yapılan araştırmalarda ülkemizde Trakya bölgesi, Doğu Akdeniz Bölgesi ve İç Anadolu Bölgesi'nde güneşten faydalanabilmek için bina cephelerinin güneşAzimut açısının $150^{g} 250^{g} veya (or 135^{o} ile 225^{o} $) arasında konumlandırılması gerektiği belirlenmiştir. Buna göre, bir binanın çatısına yerleştirilecek fotovoltaik panellerin / kollektörlerin güneş Azimut açılarının belirtilen değerlerine göre konumlandırılması incelenmiştir. Binanın çatısını örtmek için yerleştirilen fotovoltaik panellerde kısmi gölgeleme, önemli üretim kayıplarına neden olmaktadır. Panelin yerleştirileceği binanın yakınındaki uzun bir ağacın gölgesinin paneli etkileyip etkilemediği (gölge analizi) teorik olarak araştırılmaktadır. Buna ek olarak, bir panel, sahada birbirine paralel yerleştirilecek birden fazla panelde diğerini gölgede bırakmamalıdır. Bu durumda, aralarında olması gereken mesafeler önceden belirlenmelidir. Forester pusulası icat edilene kadar, Güney yönü basit bir pusula ile uygulanmıştır. Bu çalışmada, forester pusulası tanıtılmış ve panel konumlandırmada bu pusula ile gerekli yönlerin nasıl uygulanacağı açıklanmıştır. Konuyla ilgili sayısal uygulama yapılmış, elde edilen bulgular belirtilmiş ve önerilerde bulunulmuştur.

Abstract

In order to be able to use the PV panel / collector, they must be turned approximately to south direction so that a certain angle of inclination with the horizontal plane. Such positioning may be sufficient for maximum electricity generation / hot water supply throughout the day during summer. The sun's rays come to the earth at a more oblique angle in November, December, January, February and March compared to summer. In this case, it becomes difficult to obtain maximum efficiency from the PV panel / collector positioned according to the summer season. How should solar FV panels/collectors be positioned to take advantage of the sun in the specified months? Solutions to the question have been investigated. In the researches, it was determined that building facades should be positioned between $150^{g} and 250^{g} (or 135^{o} to 225^{o} $) of the sun azimuth angle in order to benefit from the sun in the Thrace region, eastern Mediterranean region and central Anatolia region in our country. Accordingly, the positioning of the PV panels / collectors to be placed on the roof of a building in accordance with the specified values of the sun azimuth angles was investigated. Partial shadowing on PV panels placed to cover the building roof causes significant production losses. Whether the shadow of a tall tree near the building where the panel will be placed affects the panel (shade analysis) is theoretically investigated. In addition, one panel should not overshadow the other in multiple panels to be placed parallel to each other in the field. In this case, the distances that should be between them must be determined in advance. Until the forester compass was invented, the south direction was appliqued with a simple compass. In this study, the forester compass was introduced and it was explained how to apply the necessary directions with this tool and compass in panel positioning. Numerical application was made on the subject, the findings obtained were stated and recommendations were made.