Yüzer GES’te Optimum PV Modül Eğim Açısı

“Yüzer GES’te Çift Yüzlü ve Tek Yüzlü PV Kullanımı” başlıklı önceki blog yazısında hem dik açılarda monte edilmiş hem de suyun yüzeyinden fazla yükseğe monte edilmiş yüzer güneş enerjisi sistemlerinde çift yüzlü ve tek yüzlü PV modüllerinin enerji verimini karşılaştırdık. Bu durumun Yüzer GES’in kanıtlanmış yaygın uygulamalarına aykırı olduğu hatırlatmakta fayda var. Yüzer GES arazi GES’e göre daha fazla rüzgâra maruz kalıyor. Yaygın kullanılan Yüzer GES teknolojilerinde, rüzgâr yüklerini azaltmak ve PV modülleri daha iyi soğutmak için modüller, düşük açılarda ve suya yakın monte edilir.

Dik açılı sistemlerin, düşük açılı sistemlere göre LCOE’si (Seviyelendirilmiş Enerji Maliyeti) ne seviyededir? Soruyu yanıtlamak için mühendislik ekibimiz, farklı konfigürasyonlar arasında (0.87MWac/1MWdc) LCOE tabanlı bir karşılaştırma hazırladı. Karşılaştırma özeti aşağıda verilmiştir.

Varsayımlar: - Konum İzmir, Türkiye - Yıllık İşletme, Bakım ve Onarım Maliyeti $4,000/MWh / Yıllık Enflasyon 2% - Öz Sermaye Oranı 20% / Vade 10 Yıl / Faiz Oranı 7%

PV modülünün dik açılı yerleştirilmesi, PV modüllerinin daha fazla toplam güneş radyasyonu almasını sağlar. Sonuç olarak, bu sistemler (C & D) 6.4% ve 7.1% daha fazla enerji üretmesi bekleniyor.

Ancak, PV modülleri sudan yüksekte monte edildiğinde (sistemler C & D), suyun soğutma etkisinden kaynaklanan verimlilik kazancı kaybolabilir. Bu, dik açılı sistemler için daha düşük bir toplam enerji üretimi ile sonuçlanmaya sebep olabilir. Ampirik veri eksikliğinden dolayı bu analizde bu faktör göz ardı edilmiştir ve tüm sistemler için suyun soğutma etkisinden kazanılan ek verim aynı alınmıştır.

Dik açı kullanılan C ve D sistemlerinin yatırım maliyeti, en yaygın kullanılan Yüzer GES sistemlerinden (A ve B sistemleri) çok daha yüksektir. Bunun sebepleri aşağıda verilmiştir:

• Artan yüzdürücü yapı maliyeti.

• Daha yüksek rüzgâr yükleri nedeniyle artan demirleme ve bağlama sistemi maliyeti

• Çift yüzlü PV modüllerinin daha yüksek maliyeti (çift yüzlü sistem olması durumunda).

Bu analizde dik açıları kullanan C ve D yüzer GES sistemleri için yatırım maliyetindeki artış için piyasada duyurulan verilere istinaden makul bir tahmin kullanılmıştır.

Karşılaştırmaya göre, dik açılı C ve D sistemleri, düşük açılı A ve B sistemlerine göre %0.3-2 daha yüksek LCOE değerine sahip olarak daha az avantajlıdır.

Bu farklılıklar küçük görünse de, şebeke ölçekli projelerde büyük faydalar sağlar. Kayda değer bir diğer nokta ise bu değerlerin saha koşullarına, proje konumuna ve proje gereksinimlerine bağlı olduğu ve bazı özel koşullarda yüksek eğimli sistemlerin kullanılmasının benzer veya daha düşük LCOE değerlerine ulaştırabileceğidir. Bir örnek olarak; demirleme ve bağlama sistemindeki artışın basit olduğu ve yüksek eğimli sistemler için maliyetindeki artışın ekstra enerji üretimi ile telafi edilebildiği düşük rüzgâr hızlarına veya çok sığ sulara sahip alanlardır.

Ayrıca LCOE dışında dikkate alınması gereken bir diğer faktör de alan kullanımıdır. Yüksek eğimli sistemler, PV modülleri arasındaki artan adım mesafesi nedeniyle daha büyük miktarda alan gerektirir. Su kütlesi alanının kısıtlı olduğu projelerde, düşük eğimli sistemler daha ön plandadır.

Sonuç olarak; düşük eğimli sistemler, yüzer GES söz konusu olduğunda kanıtlanmış en iyi uygulamadır. Ancak diğer tüm güneş projelerinde olduğu gibi her proje için en uygun tasarımın belirlenmesi için sağlam fizibilite çalışmalarının yapılması gerekmektedir.