Bir Güneş Enerjisi Santrali kurmanın temel amacı, verimli bir şekilde elektrik üretmektir. Ancak bu hedefe ulaşmak için santralin performansının doğru bir şekilde takip edilmesi şarttır. Performans Oranı (PR), bir GES’in verimli çalışıp çalışmadığını anlamak için kullanılan en önemli göstergelerden biridir. Santralin performansını düzenli olarak izlememek, zaman ve maliyet açısından ciddi kayıplara yol açabilir.
Performans Oranı Nedir?
Performans Oranı (PR), bir güneş enerji santralinin verimliliğini ve etkinliğini kontrol etmek için kullanılan temel göstergedir. Temel olarak, sistemin gerçek enerji üretimi ile teorik olarak üretmesi gereken enerji miktarının karşılaştırılmasıyla hesaplanır. Yani bir nevi, “Bu santral gerçekten olması gerektiği kadar çalışıyor mu?” sorusunun yanıtıdır.
Performans Oranı Neden Önemlidir?
PR takibi yapılmayan bir santral, beklenenin altında enerji üretebilir ve bu durum fark edilmeden uzun süre devam edebilir. Bu da ciddi enerji ve gelir kayıplarına yol açar.
Ayrıca, PR, bir PV santraline yönelik bakım planlaması kararlarında kullanılan temel metriklerden biridir. PR’deki ani düşüşler veya sapmalar, sistemdeki bir arıza ya da verimsizlik işareti olabilir. Böylece erken müdahale ile sorunlar hızlıca çözülebilir ve yatırımın geri dönüşü güvence altına alınır.
Performans Oranı Nasıl Hesaplanır?
PR, güneş enerjisini ne kadar verimli bir şekilde elektriğe dönüştürdüğünüzü gösterir.
Temel hesaplama formülü şu şekildedir:
Gerçek Enerji Üretimi PV santralinin ürettiği toplam kWh enerji miktarını ifade eder. Bu veri, belirli bir zaman diliminde güneş panellerinin üretimini kaydeden inverterlerden alınır.
Beklenen Enerji Üretimi, mevcut çevresel koşullarda PV santralinin üretmesi gereken teorik enerji miktarını ifade eder. Bu veri, PV santralinin aldığı güneş ışınımı kullanılarak hesaplanır.
Güneş Işınımı, aynı zaman diliminde PV santraline ulaşır ve GES sahasındaki meteoroloji istasyonunda bulunan ışınım sensörü ya da piranometre aracılığıyla ölçülür. Maksimum olası enerji üretimini hesaplamak için kullanılır.
IEC 61724-1 Standardına Göre PR Hesabı
Uluslararası IEC61724-1:2021 standardına göre, performans oranı, sistemin son verimi Yf‘nin referans verimi Yr‘ye oranıdır ve sistemdeki tüm kayıpların toplam etkisini gösterir. PR formülü aşağıdaki gibidir:
- Eout: PV sisteminden elde edilen enerji çıkışı (AC) [kWh]
- P0: PV sisteminin kurulu nominal (DC) güç kapasitesi [kWp]
- Hi: Panel düzlemine gelen ışınım [kWh/m²]
- Gi,ref: Referans ışınım (genellikle 1000 W/m²)
Yukarıdaki formül aşağıdaki şekilde genişletilebilir:
- Poutout,k: K zaman aralığında PV santralinin AC güç çıkışı [kW]
- τk: K zaman aralığının süresi [h]
- Gi,k: İlgili aralıkta ölçülen dizi düzlemindeki ışınım [W/m²]
- ∑k: Raporlama dönemindeki tüm zaman aralıkları boyunca toplam
PR, belirli bir raporlama dönemi boyunca yalnızca ölçülen ışınıma dayanarak hesaplanır ve diğer faktörler dikkate alınmaz:
PR Hesaplama Örnekleri
Basit Örnek
- Gerçek Enerji Üretimi: 4.500 kWh
- Beklenen Enerji Üretimi: 6.000 kWh
(ışınımdan hesaplanan)
Hesaplama:
Sonuç:
PV sisteminin Performans Oranı %75’tir, yani sistem mevcut güneş ışınımı koşullarında teorik olarak mümkün olan enerjinin %75’ini üretmiştir.
İleri Seviye Örnek
100 kWp gücünde bir santrali izlediğimizi (P0=100) ve verileri üç adet 15’er dakikalık zaman aralıklarında topladığımızı varsayalım. (τk=0,25 saat).
Aşağıdaki verilere sahibiz:
| Zaman Aralığı k | Pout,k [kW] | Gi,k [W/m²] | τk [h] |
| 1 | 60 | 800 | 0,25 |
| 2 | 70 | 900 | 0,25 |
| 3 | 50 | 700 | 0,25 |
Varsayılan:
- Gi,ref =1000 W/m²
=> PR = 75%
Sonuç:
PV sisteminin Performans Oranı %75’tir, yani sistem mevcut güneş ışınımı koşullarında teorik olarak mümkün olan enerjinin %75’ini üretmiştir.
PR Değerinin Yorumlanması
PR değerinin doğru yorumlanması da en az hesaplama kadar önemlidir. Genel olarak, %80’in üzerindeki bir PR değeri, santralin sağlıklı çalıştığını gösterir; düşük bir PR ise sistemde çözülmesi gereken sorunlar olduğuna işaret eder. Eğer PR %100’ün üzerindeyse, genellikle kullanılan sensörlerin PV santraliyle uyumlu olmadığını gösterir. Örneğin, bifacial (çift yüzeyli) bir PV santralinde sadece bir ışınım sensörü kullanmak, arka yüzey üretimini göz ardı edeceğinden PR’ı hatalı gösterir. Bu gibi durumlarda bir albedometre kullanılmalıdır. Benzer şekilde, çift yönlü kurulmuş bir PV santralinde yalnızca tek bir ışınım sensörü kullanılırsa, PR hesaplaması hatalı olur ve çok yüksek ya da çok düşük değerler ortaya çıkar. Bu durumda doğru izleme için çift yönlü ışınım sensörü kullanılmalıdır.