Çatı ve Cephe 71.Sayı (Kasım-Aralık 2017)

cativecephe.com Çatı ve Cephe / Kasım-Aralık 2017 31 ve enerji ihtiyaçlarına göre farklı tek- nolojiler geliştirilmiş olup, şebeke bağ- lantılı sistemlere göre daha karmaşık yapıdadırlar. Enerji üretimi talebi karşılamak için gerçekleştiğinden, talebin olmadığı zamanlarda depolanarak daha son- raki kullanımlar için hazır bekletilebi- lirler. Enerjinin depolanması, önceki yazımızda geniş bir şekilde üzerinde durduğumuz aküler aracılığıyla gerçek- leşmektedir. Buna karşın belirli sınırlar ve koşullar ile mümkün olan bu durum hiçbir zaman şebekenin yerini tutamaz. Şebekeden ayrık sistemler, ürettik- leri enerjiyi aküler ve hidrojen tekno- lojilerini kullanarak depolayabilirler. Hidrojen enerji teknolojisi şu an için çok ekonomik olmasa da geleceğin enerji üretim, tüketim ve depolanması alanında büyük bir potansiyele sahiptir. Bu sistemde sadece Doğru Akım (DA) yükler beslenebilmektedir. İlk olarak panellerde üretilen doğru akım, doğru akım yük ayırıcı ile birleştirilir ve şarj regülatörüne iletilir. Şarj regülatörü, üretilen enerjinin akü voltaj durumuna göre regülasyonunu yapmakta ve doğru akım akülerde depolanmaktadır. Bununla birlikte depolanan enerjinin yüklere beslemesini de şarj regülatörü düzenlemektedir. Şebekeden ayrık sistemlerde enerji üretimi kullanımı kısıtlı seviyede olup, genelde en gerekli yapıların enerjilerini sağlayacak şekilde boyutlandırılır. Güneş pili panelleri, güneş ışınları- nın gün içerisinde değişmesinden ve sıcaklık değişimlerinden etkilendikle- rinden akım ve voltaj değerleri deği- şimler göstermektedir. Bu nedenle şarj regülatörleri akü veya akü gruplarının çalışma karakteristiklerine uygun ola­ rak panellerden gelen enerjinin şarj ve deşarjını kontrol ederler. Şarj regülatörleri çoğunlukla 12 V, 24 V ve 48 V akü gruplarının şarj ve deşarjını yaparak üretilen enerji- nin depolanmasını sağlarlar. Akülerin ve şarj regülatörlerinin kullanılmadığı doğrudan alternatif akım (AA) ve DG pompa sistemlerinin beslendiği sistem- ler de mevcuttur. Öncelikle panellerin ürettiği elektrik, bağlantı kutusundan sonra şarj regü- latörüne gelmekte, buradan aküye şarj edilmektedir. Aküde şarj edilen doğru akım çevirici sayesinde alter- natif akıma dönüştürülmekte ve evin elektrik ihtiyacı için kullanılmaktadır. Şebeke bağlantılı çeviriciler ile şebe- keden ayrık çeviricilerin çalışma yapısı oldukça farklıdır. Buna karşın her ikisi de doğru akımı alternatif akıma çevir- mek için kullanılmaktadır. Şebeke bağlantılı çeviriciler panel- lerden gelen değişken doğru akım ve voltaja karşın, çıkışta sabit alternatif gerilim ve güneşin durumuna göre akım değişecek şekilde, çevrim işle- mini gerçekleştirirler. Şebekeden ayrık sistemlerde kullanılan çeviriciler ise akü üstünden sabit doğru gerilim ve yük- lerin talebine göre değişken alternatif akım çevrimini gerçekleştirirler. Şebekeden bağımsız sistemler kuru- lurken, yük tüketimleri ile ekonomik kriterler dikkate alınmalıdır. Burada yük tüketimleri ihtiyaçları karşılayacak seviyede olmalı, fakat israftan kaçınıl- malıdır. Özellikle ısınma amaçlı enerji ihtiyaçları mümkünse başka kaynak- lardan sağlanmalıdır. Güneş enerjisi su ısıtmada kullanılabilir. Klimalar ve elekt- rikli sobalar sistemde çok fazla enerji tükettiğinden minimum düzeyde kulla- nılmalı, mümkünse kullanılmamalıdır. Enerji talebini karşılamak çoğunlukla teknik açıdan mümkün olmasına karşın sistemin boyutlarının büyümesi, mali- yetleri artırmaktadır. Sistemde akü maliyetlerinin artması ve akülerinde ömürlerinin kısa olması nedeniyle eko- nomik olarak olumsuzluklar içermekte- dir. Fakat unutulmamalıdır ki enerjinin olmadığı bir bölgede hayatımızı kolay­ laştıran bu teknolojiye sahip olabilmek önemlidir. Hibrit Sistemler Hibrit sistemler, enerji üretiminde farklı teknolojilerin birarada kullanıl- dığı sistemlerdir. Hibrit sistemler tek bir enerji üretim kaynağına bağlı olmadık- ları için enerji güvenliği yönünden daha etkindirler. Bu sistemler genelde güneş, rüzgar, dizel jeneratör, hidroelektrik ve hidrojen enerjisi teknolojilerinden bir- kaçını kullanarak oluşturulmaktadır. Şebeke bağlantılı veya şebekeden ayrık olarak hibrit sistemler kurulabil- mektedir. Özellikle güneş enerji sistem- lerinde kış aylarında üretilen enerjinin azalmasına karşılık hibrit sistemlerle enerji üretimini takviye etmek, sistem kurulum maliyetlerini oldukça düşür- mektedir. Güneş enerji sistemleri ve dizel jeneratörün birlikte kullanıldığı hibrit şebekeden bağımsız sistemlerde yakıt tüketimleri oldukça düşmektedir. Buna ek olarak, kış ayları için güneş enerji sistemi kurulu gücü büyük tutul- mak zorunda olmadan ilk yatırım mali- yetleri düşürülebilir. Enerji depolama güç elektroniği ve akü çözümleri ile rüzgar, güneş ve dizel jeneratör gibi farklı enerji üretim sistemlerinden üretilen enerjiyi depo edebilen ve yükleri kontrollü olarak besleyen ileri teknoloji bir hibrit enerji kontrol teknolojisi geliştirilmiştir. Modü- ler olarak üretilmekte olan bu üniteler, şebeke bağlantılı sistemlerde yenilene- bilir enerjilerde oluşacak dengesiz üre- timleri düzenlerken, şebekeden ayrık sistemlerde tüm üretim kaynakları ve tüketim kaynaklarını kontrol eden mer- kez birimlerdir. Sistem modüler oldu­ ğundan, örneğin 100 kVA dan 20 MVA seviyesine kadar enerjinin depo edil- mesi ve kontrolü sağlanabilmektedir.