Connect with us

Endüstriyel Donanım ve Makine Parçaları

Güneş enerjisi santrallerinde inverter seçimi

Published

on

Utku Polat, Elektrik Yüksek Mühendisi
Emre Öngay, Elektrik Mühendisi

Dünya genelinde 2040 yılına kadar enerji üretimine yapılacak yatırımın 12 trilyon dolar olacağı ve bu tutarın yaklaşık 3,9 trilyon dolarının ise güneş enerjisine yatırılacağı öngörülüyor. Ülkemizde ise güneş enerjisi santrallerine yapılan yatırım 2014 yılından sonra çok hızlı bir şekilde artmıştır. TEİAŞ’ın açıkladığı “Kurulu Güç” raporunda 2018 Haziran sonu itibariyle 4.725,9 MW ulusal şebekeye bağlı güneş enerjisi santrali bulunmaktadır. Bu rakamın önümüzdeki yıllarda daha da artması beklenilmektedir.

Şekil 1 – Türkiye Güneş Enerjisi Santralleri Kurulu Gücü

Yatırımın bu kadar hızlı arttığı güneş enerjisi santralleri tasarımında ekipmanların seçimi, yatırım maliyetinin geri dönüş hızını etkileyen en önemli faktördür. Bu seçimi yaparken ilk yatırım maliyetini göz önünde bulundururken, işletme ve bakım maliyetlerini, santralin ömrü boyunca ihtiyaç duyulacak yedek malzeme maliyetini ve santralin ömrü boyunca yapacağı üretimi de hesaplamak gerekir.

Bir güneş enerjisi santralinde, Şekil 2’de de görüleceği gibi, toplam maliyetin yaklaşık %15’ini elektrik kapsamı oluşturmaktadır. Elektrik kapsamının ise yaklaşık %50’si inverter maliyetidir. Bu nedenle güneş santrallerindeki en önemli ekipmanlardan biri olan inverterin hangi kriterlere göre seçilmesi gerektiğini inceleyeceğiz.

Şekil 2 – Güneş Enerjisi Santrali Maliyet Dağılımı

Inverter seçiminde göz önünde bulundurulan başlıca kriterler aşağıda listelenmiştir. (2)

  • İlk yatırım maliyeti
  • Elektrik satış fiyatı
  • Santralin kurulacağı coğrafi koşullar/çevre koşulları
  • Kullanılacak modülün teknik verileri
  • Performans oranı
  • Montaj veya alan kısıtları
  • İşletme emre amadeliği
  • Bakım veya tamir ihtiyacı
  • Inverter uzmanlarının bölgeye ulaşabilirliliği
  • Yedek malzemenin bulunma durumu
  • Inverterin MPP değerleri
  • Inverterin gücünün sıcaklık ile değişimi

Güneş enerjisi santrallerinde genelde iki farklı tip inverter kullanılmaktadır:

  • Dizi (String) Inverter
  • Merkezi (Central) Inverter

Çalışma prensipleri açısından; dizi inverterlere, birbirine seri olarak bağlantıları yapılmış olan fotovoltaik panel dizisi direkt bağlanmaktadır. Dizi inverterden alternatif akım toplayıcı bir panoya ve bu panodan da transformatör üzerinden şebekeye bağlantı sağlanmaktadır. Merkezi inverterlerde ise fotovoltaik panel dizilerinin bağlantıları bir doğru akım toplayıcı kutusunda toplanmakta ve bu kutudan merkezi invertere bağlantı sağlanmaktadır. Merkezi inverterden ise transformatör üzerinden şebekeye bağlantı sağlanılmaktadır.

Şekil 3 – Merkezi ve Dizi Inverter

Küçük ölçekli santrallerde ve çatı tipi uygulamalarda, verimlilik açısından dizi (string) inverter seçimi yapılmaktadır. Şebekeye bağlı büyük ölçekli santrallerde ise bu seçim biraz daha kafa karıştırıcı hale gelmektedir.

İlk yatırım maliyeti açısından bakıldığında, büyük ölçekli güneş enerjisi santrallerindeki inverter maliyetleri Tablo 1’de gösterilmiştir. Tablodaki değerler incelendiğinde; büyük ölçekli güneş enerjisi santrallerinde merkezi inverter kullanılmasının ilk yatırım maliyeti açısından tercih sebebi olduğu görülmektedir. Gelişen teknoloji ile beraber dizi inverter maliyetlerinde bir azalma beklenmesine rağmen merkezi inverterlerin ilk yatırım maliyeti açısından avantajlı durumda kalacağı beklenmektedir. (3) Bununla birlikte ilk yatırım maliyeti dışında diğer kriterlerin de değerlendirilmesi gerekmektedir.

Tablo 1 – Inverter fiyat karşılaştırması (4)

Merkezi inverterlerden beklenen ortalama ürün ömrü 20-30 yıl arasında değişmektedir. Gelişen teknoloji ile birlikte dizi inverterlerde 10-15 yıl arasında olan bu süre merkezi inverterlere yaklaşmaya başlamıştır. Ürünün beklenen ömrü sırasında oluşacak arızalar da maliyeti etkileyecek faktörlerden birisidir. Bu noktada göz önünde bulundurulması gereken değerlerden birisi arızalar arasındaki ortalama zamandır (MTBF: Mean Time Between Failure). Her ne kadar merkezi ve dizi inverterlerde bu süre birbirine yakın olsa da, aynı güçteki bir santralde daha fazla dizi inverter kullanılacağı için arıza olasılığı daha fazla olacaktır. Dizi inverterlerdeki arızalarda, yerinde arızaya müdahale etmek yerine ürün değişimi yapılmaktadır. Bu nedenle sahada yedek inverter tutulması gerekmektedir. Merkezi inverterlerde ise ağırlıklı olarak servis bakım anlaşmaları yapılmaktadır. Bu sayede santralin ömrü boyunca ihtiyaç duyacağı yedek malzeme maliyeti azalmaktadır.

Sonuç olarak inverter tipine karar verirken birçok husus göz önüne alınmalıdır. Engebeli arazi veya gölgelenmenin fazla olduğu, ulaşılabilirliliğin az olduğu ve gerekli yeterlilikte teknisyenin bulunmadığı bölgelerde büyük ölçekli güneş enerjisi santralleri için dizi inverter tercih sebebi olabilir. Ancak büyük ölçekli güneş enerjisi santrallerinde merkezi inverterlerin tercih edilmesi ilk yatırım maliyeti ve işletme maliyetleri açısından dizi inverterlere göre avantaj sağlamaktadır.

Kaynakça

  1. TEİAŞ. Sektör Raporları. Ankara : TEİAŞ, 2018.
  2. Distrubted vs. Central Inverters – A Comparision of Monitored PV Systems for The 25th EU PVSEC / WCPEC-5. A. Kröger-Vodde, A. Armbruster, V. Hadek, W. Heydenreich, K. Kiefer. 2010. DOI:10.4229/25thEUPVSEC2010-4BV.1.56.
  3. MOSKOWITZ, Scott. https://www.greentechmedia.com/articles/read/will-string-inverters-completely-replace-central-inverters-in-the-us-solar. [Çevrimiçi] 30 Haziran 2016.
  4. Ran Fu, David Feldman, Robert Margolis,Mike Woodhouse, and Kristen Ardani. U.S. Solar Photovoltaic System . basım yeri bilinmiyor : NREL, 2017. NREL/TP-6A20-68925.

Türkiye'nin alanında en özel yayınlarına sahip MONETA 'nın sektörel dergi ve portallarının dijital platformlarda yönetimi katkıda bulunmaktayım. MONETA bünyesinde yeni nesil yayıncılık alanında içerik yönetimini geliştirmeye devam ediyoruz.

Endüstriyel Donanım ve Makine Parçaları

EtherCAT’li servo sürücülerde GMTCNT’nin eksiksiz çözümleri

Published

on

By

Stratejik hedefleri ve geniş ürün gamıyla pazarın lider kuruluşlarından olan GMT, makine imalatçılarının ihtiyaçlarına yenilikçi çözümler geliştirmeye devam ediyor. Firma, mühendislik bilgisi ve 30 yılı aşkın deneyimiyle tasarım ve üretim teknolojisinin %100’üne sahip olduğu PLC, ekranlı mini PLC ve endüstriyel haberleşme ürünleriyle birlikte toplam çözüm sunmak amacıyla; operatör panel, hız kontrol cihazı, servo sistemler, step motorlar ve güç kaynaklarını, tescilli bir Türk markası olan GMTCNT ile pazarın hizmetine sunuyor.

GMTCNT, endüstriyel otomasyon pazarına sunduğu EtherCAT’li servo sürücüler ile test cihazları, pres, kesim, dolum, paketleme, plastik, gıda vb. makine imalatçılarına çözümler sunuyor.

GMTCNT Servo Sürücüler başlıca şu özelliklere sahip:

  • 20 Bit Nikon marka encoder ile geri besleme
  • Pozisyon / Hız / Tork kontrol modları
  • 32 adımlı pozisyon tablosu oluşturabilme
  • Yüksek hızlı pulse girişleri, Open-Collector (500 kHz), diferansiyel mode (4 MHz)
  • Pulse + Yön, CCW + CW, Faz A + Faz B (5V ile 24V) pulse komut tipleri
  • Hız ve tork set değerlerini analog girişler ve dahili parametrelerle ayarlayabilme
  • Kazanç parametrelerini kolaylıkla ayarlayabilme
  • 5V dahili besleme çıkışı
  • PC yazılımı veya dahili tuş takımı ve gösterge ile kolay devreye alma
  • PC yazılımı için ilave RS-232 haberleşme portu
  • 2MHz enkoder çıkış sinyali
  • Pozisyon, hız, tork modları ve modlar arasında geçiş yapabilme
  • Online ayarlanabilen elektronik dişli oranı
  • Tork/Hız limitleri
  • Dahili pozisyon ve homing fonksiyonu
  • 7 adet PNP/NPN seçilebilir dijital giriş
  • 5 adet dijital çıkış
  • 2 adet -10V…+10V analog giriş
  • Aşırı gerilim, düşük gerilim, kısa devre, motor aşırı ısınma, servo sürücü aşırı ısınma koruma fonksiyonları
Continue Reading

Endüstriyel Donanım ve Makine Parçaları

GMTCNT operatör panelleri, makine imalatçılarının dikkatini çekiyor

Published

on

By

Endüstriyel otomasyon pazarının ihtiyaçlarına hızlı çözümler geliştiren GMTCNT, üretimde verimliliği ve şeffaflığı artıran TSG Serisi Operatör Panelleri ile makine imalatçılarının dikkatini çekiyor. Kullanıcı dostu Türkçe arayüzü ve programlama kolaylığı ile ön plana çıkan GMTCNT’nin TSG Serisi, ethernetli modellerinde bulunan VNC desteği ile tablet, akıllı telefon ve PC üzerinden uzaktan izleme ve kontrolü mümkün kılıyor.

TSG Serisi HMI’lar endüstriyel uygulamalarda kullanılmak için geliştirilmiş 16,77M renkli TFT dokunmatik operatör panelidir. Bu üründe gerçek zaman saati (RTC) standart olarak mevcuttur. Kullanıcı dostu yazılımı geniş bir PLC kütüphanesine sahiptir ve yaygın olarak kullanılan tüm PLC’leri desteklemektedir. HP LaserJet P1100 serisi yazıcılar ile uyumludur. PDF Viewer fonksiyonu ile PDF dosyaları görüntülenebilmektedir. USB Host özelliği ile veri kaydı yapılabilir, program yüklenebilir; klavye, mouse ve web kamera bağlanabilir.

VNC yazılımı ile ethernet portlu modellere, yerel ağ ya da internet aracılığıyla Windows, IOS ve Android platformları üzerinden erişilebilir. VNC Client ile ethernet portu üzerinden cihazlar arasında izleme ve kontrol özelliği mevcuttur. Ön panel IP65 koruma özelliği ile çevresel şartlara dayanıklı olan TSG Serisi HMI’lar, 1 adet RS232 ve 1 adet RS232/RS485/RS422 destekleyen haberleşme portuna sahiptir.

GMTCNT protokolü ile HMI’lar arası haberleşme özelliği ile bir PLC’ye birden çok HMI’ın ulaşabilmesi mümkün. TSG Serisi HMI’lar hakkında daha detaylı bilgi firmanın web sitesi gmtcontrol.com’da.

TSG Serisi HMI’ların başlıca özellikleri:

  • 16,77 M renk
  • TFT ekran
  • ARM RISC 32bit 792 MHz 
  • 128 MB NAND Flash +128 MB DDR 3 hafıza
  • RTC (Gerçek Zaman Saati)
  • 1 adet USB portu
  • 1 adet RS232 ve 1 adet RS232/RS485/RS422 destekleyen haberleşme portu
  • Ethernet’li modellerde VNC desteği ile tablet
  • Akıllı telefon ve PC üzerinden uzaktan izleme ve kontrol
  • Ön panel IP65 koruma
  • GMTCNT protokolü HMI’lar arası haberleşme özelliği ile bir PLC’ye birden çok HMI’ın ulaşabilmesi
  • USB host portu üzerinde veri, alarm, trend kaydetme ve tarihsel sorgu yapabilme
  • C dili ile makro oluşturabilme
  • Güvenlik seviyeleri ve kullanıcı tanımlamaları yapabilme
  • Ethernetli modellerde FTP üzerinden HMI içine ve harici bağlı olan USB flash diske ulaşabilme
  • PDesigner HMI Editör Programı ile programlanır.
Continue Reading

Trendler

Güç Aktarım Sistemleri - Redüktörler, Rulmanlar, Motorlar, Sürücüler sitesinden daha fazla şey keşfedin

Okumaya devam etmek ve tüm arşive erişim kazanmak için hemen abone olun.

Okumaya devam et