ODTÜ KKK'DEKİ GÜNEŞ FOTOVOLTAİK SANTRALİNİN UZUN VADELİ ENERJİ VERİMİ TAHMİNİ

Installing large scales of solar energy introduces some financial risks for the investors since the solar resource is variable. Thus, a long-term energy yield estimation is needed to see the variability of the solar resource. This study aims to see the relation between long-term trends of global horizontal irradiation (GHI) with the energy yield and the levelized cost of electricity (LCOE). Probability of exceedance (POE) values were found to assess the bankability of installing a solar PV power plant. Different datasets, such as typical meteorological year (TMY), satellite-based and ground-measured data, were used. Quality assessment was done to check the accuracy of ground-measured data using quality control tests. Erroneous GHI data was estimated using the Erbs model. Global tilted irradiation (GTI) was also estimated using the isotropic sky diffuse model, and it was compared with measured GTI. The interannual variability of GHI was found as 5.94% and 2.21% for ground-measured and satellite-based data, respectively. The comparison of TMY and P50 values showed that TMY datasets underpredicted the annual GHI by about 5.15% and the energy yield by about 6.83% on average. When Normal distribution was compared with the empirical method, the P50 value was underpredicted by 0.93% for energy yield, whereas, Normal cumulative distribution function (CDF) overpredicted P90 value than the empirical CDF 3.93%. Doing stochastic simulations resulted in the highest POE values: P50 and P90 values increased by 3.30% and 6.10%, respectively, compared to the empirical method. Moreover, while the range of energy yield increased to about 1500-2000 kWh/kWp, LCOE range increased to 0.05-0.19 $/kWh in stochastic simulations. As the overall uncertainty of energy yield was found as about 7.08%,Güneş kaynağı değişken olduğundan büyük ölçekli güneş enerjisi kurulumu yatırımcılar için bazı finansal riskler ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle, güneş kaynağının değişkenliğini görmek için uzun vadeli bir enerji verimi tahminine ihtiyaç vardır. Bu çalışmanın amacı, küresel yatay ışınımın (GHI) uzun vadeli eğilimleri ile enerji verimi ve seviyelendirilmiş elektrik maliyeti (LCOE) arasındaki ilişkiyi görmektir. Bu çalışma kapsamında bir PV temelli enerji santrali kurmanın güvenilirliğini görmek için aşılma olasılığı (POE) değerleri bulunmuştur. Tipik meteorolojik yıl (TMY), uydu tabanlı ve yerden ölçülen veriler gibi farklı veri kümeleri kullanılmış ve kalite kontrol testleri kullanılarak zeminde ölçülen verilerin doğruluğunu kontrol etmek için kalite değerlendirmesi yapılmıştır. Hatalı GHI verileri, Erbs modeli kullanılarak ve küresel eğimli ışınım (GTI) da izotropik gökyüzü difüzör modeli kullanılarak tahmin edilmiştir. Bu değerler, ölçülen GTI ile karşılaştırılmıştır. GHI'nin yıllar arası değişkenliği yer ölçülü ve uydu tabanlı veriler için sırasıyla %5.94 ve %2.21 olarak bulunmuştur. TMY ve P50 değerlerinin karşılaştırılmasına göre, TMY veri setlerinin yıllık GHI'yi yaklaşık %5.15, enerji verimini ise ortalama %6.83 oranında düşük öngördüğü bulunmuştur. Normal dağılım ampirik yöntemle karşılaştırıldığında P50 değeri enerji verimi için %0.93 ile düşük tahmin edilirken, Normal kümülatif dağılım fonksiyonu (CDF) P90 değerini ampirik CDF'ye göre %3.93 oranında fazla tahmin edilmiştir. Stokastik benzetimlerde bulunan P50 ve P90 değerleri, ampirik yönteme göre sırasıyla %3.30 ve %6.10 fazla çıkmıştır. Ayrıca, stokastik benzetimlerde kurulu güç başına üretilen enerji aralığı yaklaşık 1500-2000 kWh/kWp'ye yükseldiğinde LCOE aralığı 0.05-0.19 $/kWh'ye yükselmiştir. Enerji üretiminin genel belirsizliği yaklaşık %7.08 olarak bulunmuştur, fakat sıcaklık ve kirlenme gibi diğer hata kaynakları araştırılarak bu belirsizlik daha da azaltılabilecektir.M.S. - Master of Scienc