Son yıllarda güneş enerjisi sistemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte sistemlerdeki verimliliği arttırmaya yönelik yapılan uygulamalar büyük önem taşımaktadır.
Güneş enerji sistemlerinde verimi etkileyen birçok etken vardır. Fotovoltaik hücrelerin maksimum üretim çıktısını güneş ışınlarının panel yüzeyine dik geldiği zaman vermelerinden dolayı, sabit olarak kurulan panellerden gün içerisinde öğle vakitleri haricinde maksimum üretim alınamamaktadır. Bu sebepten oluşan üretim eksikliğinin önüne geçmenin en etkin yollarından biri; verimliliği %20’ye kadar artırabilmeyi sağlayan güneş takip (solar tracker – güneş izleyici) sistemleridir.
- Kullanılan Eksen Sayısına Göre Güneş Takip Sistemleri
1.1. Tek Eksenli Kontrol Sistemleri
Bu kontrol sistemlerinde panel sadece tek eksende hareket etmektedir. Güneş takip sistemi sayesinde verimliliği sistemin kurulduğu bölgeye göre değişmekle birlikte yaklaşık %10-20 oranlarında arttırmak mümkündür. Tek eksenli kontrol sistemlerinde dizeler hareketi doğu-batı ekseninde yaparak gün içinde güneşi takip etmektedir.
1.2. İki Eksenli Güneş Takip Sistemleri
İki eksenli kontrol sistemlerinde Güneş’in gökyüzündeki konumunu belirten iki açı değeri ile takip gerçekleştirilir. Bu kontrol sisteminde eksenlerden biri azimuth ekseni, diğeri ise zenith ekseninde hareket etmektedir. İki eksenli kontrol sistemi ile panel verimliliği %30-40 oranlarında iyileştirilebilir.
SİSTEMLERDE KARŞILAŞILAN PROBLEMLER VE ÇÖZÜMLER
1.Hava İstasyonu Problemleri
Sistemin güneşi takip edebilmesi için gerekli konum bilgisi algılayıcılar tarafından sağlanan ve kapalı çevrim çalışan sistemlerdir. Güneş panellerinin ışığın yoğun olduğu yöne yönelmesi prensibi ile çalışan sistemlerde algılayıcı olarak ışığa duyarlı algılayıcılar veya özel geliştirilmiş algılayıcılar kullanılabilir. Güneş panelinin ön yüzüne yerleştirilen algılayıcı günün değişen saatlerine göre ışığın daha yoğun geldiği yönü algılar ve buna göre bir sinyal üretir. Bu sinyal kontrolör tarafından işlenerek, sistemin tek eksende veya iki eksende hareketi gerçekleştirilir.
Pasif kontrollü sistemlerin avantajı algoritmalarının karmaşık yapıda olmayışıdır. Fakat sistemde kullanılan algılayıcılar ortam koşullarından çok etkilenebilir ve hatalı ölçüm yapabilirler. Buna bağlı olarak güneşin konumu yanlış tespit edilebilir, sistem kararsızlaşabilir. Algılayıcıdan alınan veri sürekli olarak kontrolör tarafından izlendiği ve buna göre bir kontrol sinyali üretildiği için bu sistemler kapalı çevrim çalışmaktadır.
Bu tür sistemlerde hava istasyonunun takibi yapılarak istasyonda yer alan rüzgar, ışınım, sıcaklık ve kar sensörlerinin doğru çalışıp çalışmadığı sürekli kontrol edilmeli bu sensörlerin bakım onarım kapsamında kalibrasyonlarının yapılması gerekmektedir.
2.Uyanmama, Harekete Geçememe Problemleri
Tracker Sistemlerde güneşin doğuşuyla birlikte sistem uygun açılarla güneşe iki eksenli olarak yönelmektedir. Bu eylemi gerçekleşmesini sağlayan lineer aktüatör pistonlara aşağı ve yukarı yönde 55-60 derece açı vermektedir. Sistemde bazı noktalar uyanamamakta ve uyanamayan noktalarda üretime ciddi olarak yansımaktadır. Bakım ve onarım faaliyetleri kapsamında bu noktaların tespiti yapılmakta olup, yönetici panelde müdahaleler gerekmektedir. Sorunun kaynağı otomasyon veya mekanik olabilmektedir. Bunun tespiti için; öncelikli olarak yönetici panelde manuel olarak kontrol komutları işlenmektedir. Komutların karşılık bulup bulunmadığının kontrolü yapılmakta lineer aktüatörlerin hareketleri gözlenmektedir. Sistemde hareket olduğu görüldüğünde sistem otomatik moda alınıp hareketlerin kontrolcü tarafından sağlanıp sağlanmadığı izlenmektedir. Hareket görüldüğünde sistemin uygun açıya gelmesi beklenmektedir.
3.Mekanik Problemler
Sistemde otomasyon kontrolü yapıldıktan sonra aktüatör kontrolü sağlanmalıdır. Otomasyon sistemi tarafından gönderilen komutların pistonda herhangi tepkiye yol açıp açmadığı kontrol edilir. Tepki geldiği halde hareket sağlanmadığında aktüatör motoruna bağlı dişli sistemi, rulmanlar ve diğer makine elemanları kontrol edilmelidir. Motor bölümünde herhangi bir tepki olmaması durumunda kontrol panosunda sistemden gelen komutların elektriksel olarak tepkileri ölçülmelidir. Değerlerin normal seviyelerde olması halinde ilgili aktüatörün işlevini yerine getirmediği bu sayede tespit edilebilir.
Hareketi sağlayan tracker sisteminin yükünü alan mekanik parçaların bir birine uyumunun ve bağlantı elemanlarının tork değerlerinin sürekli gözetim altında tutulması gerekmektedir. Gevşekliklerde parçaların kaydığı ya da yerinden çıktığı gözlemlenebilir. Bu noktalara müdahale edilmediğinde mekanik yarım ay denilen parçaların yamulduğu hatta kırıldığı görülmektedir. Hasarlı noktalarda panellerin açı almasının güçleştiği görülmektedir. Kırılan noktalarda çökmeler meydana gelebilmektedir. Çökmeler paneller üzerinde ciddi problemlere ve üretim kaybına sebebiyet verebilir. Mekanik kırılmalar panellerin çatlamasına, kırılmasına sebebiyet verebilmektedir. Önleyici bakım onarım kapsamında; bu kısımların kontrolleri yapılmalı uygun tork değerinde bağlantılar sağlanmalı ve sistem dengesi uygun tutulmalıdır.
