Güneş Enerji Santralleri (GES), yenilenebilir enerji kaynağıdır. GES’ler bu enerji kaynakları arasında, en yaygın ve çevre dostu sistemler arasında yer alır. Ancak bir GES projesinin verimli çalışması sadece panel kalitesi ile değil, aynı zamanda panelin konumlandırıldığı zenith, azimuth ve altitude açıları ile doğrudan ilişkilidir.
Bundan dolayı bu yazımızda, GES sahalarında zenith, azimuth ve altitude açıları nedir ve neden önemlidir? sorularına teknik olarak yanıt vereceğiz.
Zenith Açısı Nedir?
Zenith açısı, güneşin gökyüzündeki konumunu belirten önemli bir açıdır. Teknik olarak:
Zenith Açısı = 90° – Güneş Yüksekliği (Altitude)
Bu açı, güneş ışınlarının yere dik gelme derecesini belirler. Güneş tam tepede (zenith noktası) olduğunda zenith açısı 0° olur. Güneş ufka yaklaştıkça zenith açısı büyür. Zenith açısı hiçbir zaman 90°’yi geçmez; çünkü bu değer, Güneş’in tam ufuk çizgisinde olduğu andır. Güneş battıktan sonra GHI veya POA sıfıra yaklaşır ve zenith açısı teknik olarak tanımsız olur.
GES Sistemlerinde Zenith Açısının Önemi
- Güneş ışınlarının panel yüzeyine ne kadar dik geldiğini belirler.
- Verimlilik doğrudan zenith açısına bağlıdır.
- Açı arttıkça ışınlar daha yatay gelir ve enerji kaybı yaşanabilir.
- Panellerin yıllık veya mevsimlik eğim ayarlarında zenith açı verileri referans alınır. Bu sayede paneller, Güneş ışınlarını en verimli şekilde alacak pozisyonda tutulur.
Güneşin gökyüzündeki konumu: Güneş azimut (A), Altitude (h) ve zenit (θz) açıları, Yüzey eğimi (β) ve yönelimi (α).
- Yüzey eğimi (β) (tilt angle): Panelin yataya göre ne kadar eğik olduğunu gösterir. Dikey panel için 90°, yatay panel için 0°.
- Yönelimi (α) (orientation): Panelin yüzeyinin baktığı yöndür. Kuzeye göre saat yönünde ölçülür (güneye bakan panel için genelde 180°).
Altitude Açısı Nedir?
Altitude açısı (yükseklik açısı), güneşin ufuk düzlemi ile yaptığı dik açı olarak tanımlanır. Yani:
- Güneş tam tepede olduğunda: Altitude açısı = 90°
- Güneş ufuktan yeni doğduğunda veya batarken: Altitude açısı ≈ 0°
Bu açı günün saatine, yılın zamanına ve GES’in bulunduğu coğrafi enleme bağlı olarak değişir.
GES Sistemlerinde Altitude Açısının Önemi
- Güneş paneli ne kadar dik açıyla güneş ışınlarını alırsa, o kadar fazla enerji üretir.
- Altitude açısını hesaba katarak, sabit sistemlerde panellerin eğimi ayarlanır.
- Altitude açısı, güneşi takip eden (solar tracker) sistemlerde panelin konumunun gün boyunca nasıl değişeceğini belirlemek için kullanılır.
Güneş Panellerinde Azimuth Açısı
Azimuth Açısı Nedir?
Azimuth açısı, güneşin yatay düzlemdeki yönünü belirtir. Yani güneşin bulunduğu yönün, kuzey referans alınarak saat yönünde ölçülen açısıdır. Genel kabul şöyledir:
- Kuzey = 0°
- Doğu = 90°
- Güney = 180°
- Batı = 270°
GES panellerinin hangi yöne baktığı, yani panelin azimuth açısı, panelin gün boyunca ne kadar güneş ışını alacağını belirler.
GES’te Azimuth Açısının Önemi
- Yanlış azimuth ayarı, gölgelenme ve düşük ışınım gibi verim kayıplarına yol açar.
- Panellerin yerleştirileceği yön ve arazi eğimi bu açıya göre planlanmalıdır.
- Doğru ayarlanan azimuth açısı ile, güneş paneli gün boyunca güneş ışığını en verimli şekilde alır.
Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
-
Zenith ve azimuth açısı sabit midir?
Hayır. Güneşin gün içi ve yıl içindeki hareketine bağlı olarak değişir. Bu nedenle izleyici (tracker) sistemler bu açıları sürekli takip ederek optimize eder.
-
Zenith açısı yıl içinde nasıl değişir?
Zenith açısı, güneşin gökyüzündeki konumuna göre mevsimsel olarak değişir. Yazın güneş daha yüksek olduğundan açı daha düşük, kışın güneş daha alçak olduğundan açı daha yüksek olur.
-
Gün içinde zenith açısı nasıl değişir?
Sabah, güneş doğarken, güneş ufka çok yakındır. Bu durumda zenith açısı büyüktür, yaklaşık 90 dereceye yakın olmaktadır.
Öğle, güneş gökyüzünde en yüksek konumuna ulaşır. Zenith açısı minimum seviyeye iner. Eğer Güneş tam tepede ise (örneğin ekvator civarında yılın belirli zamanlarında), zenith açısı 0 derece olur. Diğer enlemlerde ise genellikle birkaç derece olur (konuma ve mevsime bağlı olarak değişir).
Akşam, Ufka yaklaştıkça zenith açısı tekrar artar, sabahki gibi yaklaşık 90 dereceye ulaşır. Güneş battığında zenith açısı teknik olarak görünmeyen bir kaynak için tanımlanmaz, ancak batmadan hemen önce yine maksimuma yakındır.
Sonuç olarak, GES (Güneş Enerjisi Santrali) sahalarında zenith, azimuth ve altitude açıları; güneş ışınımının yönü ve yoğunluğunu doğru analiz etmek için kritik öneme sahiptir. Bu açılar doğru analiz edildiğinde sistem performansı artar, yatırım geri dönüş süresi kısalır ve sürdürülebilir enerji üretimi garanti altına alınır. Verimli bir enerji üretimi için, bu verilerin doğru ölçülmesi ve izlenmesi gerekir. Bu noktada, güvenilir güneş izleme ve ölçüm sistemleri kullanmak büyük önem taşır.
GES projelerinde hassas ve dayanıklı ölçüm ekipmanları arayanlar için, Seven Sensor firmasının sunduğu ürünler güçlü bir çözüm sunmaktadır.