Fotovoltaik Panel Temizliğinin Verim Üzerine Etkisi: Bingöl İli Aşağı Kaleköy Yardımcı GES Santrali Örneği

Abstract

ÖZET: Günümüzde artan nüfus, sanayileşme ve teknolojik gelişmeler enerji talebinde sürekli bir artışa neden olmaktadır. Bu artan talebi karşılamak için uzun yıllar boyunca fosil yakıtlar (petrol, kömür ve doğal gaz) temel enerji kaynağı olarak kullanılmıştır. Ancak fosil yakıtların sınırlı rezervlere sahip olmasının yanı sıra çevresel kirliliğe ve iklim değişikliğine neden olan sera gazı emisyonlarını artırması gibi önemli dezavantajları bulunmaktadır. Bu nedenle, sürdürülebilir bir gelecek için temiz, yenilenebilir ve çevre dostu enerji kaynaklarına yönelim kaçınılmaz hale gelmiştir. Güneş, rüzgâr, hidroelektrik ve biyokütle gibi yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) hem çevresel etkilerin azaltılması hem de enerji arz güvenliğinin sağlanması açısından stratejik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, yenilenebilir enerji yatırımlarının artırılması ve fosil kaynaklara olan bağımlılığın azaltılması hem ekonomik kalkınma hem de çevresel sürdürülebilirlik açısından kritik bir gereklilik olarak değerlendirilmektedir. YEK’ler arasında önemli bir yere sahip olan güneş enerjisinin toplam enerji üretimindeki payı dünya genelinde artış göstermektedir. Güneş enerjisi sistemleri, fotovoltaik (FV) paneller ve termal enerji kolektörlerinden oluşmaktadır. FV paneller güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştürürken termal enerji kolektörleri ise güneş ışığını kullanarak sıcak su veya buhar üretmektedir. Bu sistemler, çevre dostu bir enerji kaynağı olmalarının yanı sıra sürdürülebilir enerji arzı açısından da büyük önem taşımaktadır. FV panellerin verimliliği; güneş ışınımı miktarı, sıcaklık, panelin yönü ve eğim açısı, panel tipi, yüzey kirliliği, gölgeleme, inverter kalitesi, kablo bağlantıları, zamanla oluşan aşınma ve düzenli bakım gibi birçok faktöre bağlı olarak değişmektedir. Panel yüzeylerinin kirlenmesi durumunda emilen radyasyon miktarı azalmakta ve bu da çıkış gücünde düşüşe neden olmaktadır. Bu çalışmanın amacı, FV panel yüzeylerinin temizlenmesiyle sağlanan üretim artışının ölçümlerle belirlenmesidir. Bingöl ilinde yer alan Aşağı Kaleköy Yardımcı Güneş Enerji Santrali’ndeki 199.440 panelin temizliği için, günlük 1–3 MW temizlik performansına sahip iki robot kullanılmaktadır. Yan yana bulunan ve aynı özellikteki 27’şer panelden oluşan iki dizi belirlenmiş olup, 3 aylık periyotta bu dizilerden biri her hafta temizlik robotu ile temizlenmiş, diğeri ise hiç temizlenmemiştir. Bu iki diziden de sürekli olarak akım ve gerilim ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, çıkış gücünde %7,59’a varan artışların sağlanabildiğini göstermektedir.

ABSTRACT: The increasing population, industrialization, and technological advancements in today’s world have led to a continuous rise in energy demand. To meet this growing demand, fossil fuels (petroleum, coal, and natural gas) have been used as the primary energy sources for many years. However, in addition to having limited reserves, fossil fuels pose significant disadvantages, such as contributing to environmental pollution and increasing greenhouse gas emissions, which in turn drive climate change. Therefore, transitioning to clean, renewable, and environmentally friendly energy sources has become inevitable for a sustainable future. Renewable energy sources (RES), such as solar, wind, hydroelectric, and biomass, are of strategic importance both in terms of reducing environmental impacts and ensuring energy supply security. In this context, increasing investments in renewable energy and reducing dependency on fossil fuels are considered critical requirements for both economic development and environmental sustainability. Among RES, solar energy holds a significant position, and its share in total energy production is increasing worldwide. Solar energy systems consist of photovoltaic (PV) panels and thermal energy collectors. While PV panels convert sunlight directly into electrical energy, thermal energy collectors use sunlight to produce hot water or steam. These systems are not only environmentally friendly but also crucial for a sustainable energy supply. The efficiency of PV panels depends on various factors such as solar irradiance, temperature, panel orientation and tilt angle, panel type, surface cleanliness, shading, inverter quality, cable connections, wear over time, and regular maintenance. When panel surfaces become dirty, the amount of absorbed radiation decreases, resulting in a reduction in output power. The aim of this study is to determine the increase in energy production achieved through the cleaning of PV panel surfaces using direct measurements. For the cleaning of 199,440 panels at the Aşağı Kaleköy Auxiliary Solar Power Plant located in Bingöl Province, two robots with a daily cleaning performance of 1–3 MW are used. Two arrays, each consisting of 27 adjacent panels with identical characteristics, were selected. Over a three-month period, one array was cleaned weekly using a cleaning robot, while the other was left uncleaned. Continuous current and voltage measurements were taken from both arrays. The results showed that output power increased by up to 7.59% as a result of panel surface cleaning.