GÜNEŞ enerjiSİ II. BÖLÜm prof. Dr. Olcay kincay



Yüklə 58.93 Kb.
PDF просмотр
tarix28.01.2017
ölçüsü58.93 Kb.

GÜNEŞ ENERJİSİ

II. BÖLÜM

Prof. Dr. Olcay KINCAY

GÜNEŞ AÇILARI

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

GİRİŞ

Güneş ışınları ile dünya üzerindeki 



yüzeyler arasında belirli açılar vardır. 

Bu açılar hakkında bilgi edinilerek 

güneş enerjisinden en verimli şekilde 

yararlanılabilir.



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TANIMLAMALAR

Yükseklik açısı



(

α

):



güneş ışınımı ile yatay yüzey 

arasındaki açıdır.

Güneş azimut açısı



(

β

): 



güneş ışınlarının kuzeye 

göre, saat dönüş yönünde sapmasını gösteren açıdır. 

Örneğin saat 12.00 de 180º dir.

Yüzey azimut açısı



():

yüzeyin dikeyinin, yerel 

boylama göre, sapmasını gösteren açıdır. -180º ile

180º arasında değişebilir. Güneye bakan yüzey için 

sıfır olur. Doğuya yönelen yüzeyde artı, batıya

yönelen yüzeyde ise eksi değer alır.



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TANIMLAMALAR…

Deklinasyon açısı



(δ):

dünya-güneş doğrultusunun 

yerin ekvator düzlemi yaptığı açıdır. Kuzey yarım

küre için artı değerlidir. Deklinasyon açısı – 23,45º

(21 Aralık kış gündönümünde) ile + 23,45º (21 

Haziran yaz gündönümünde) arasında değişir. 

İlkbahar ekinoksunda (21 Mart) ve sonbahar 

ekinoksunda (21 Eylül) deklinasyon açısı sıfır olur. 

1 Ocaktan itibaren gün sayısı n olmak üzere;

δ = 23,45 sin [360 . ((284 + n) / 365)]

ampirik Cooper formülü ile bulunabilir.


Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TANIMLAMALAR…

Geliş açısı



(

θ

):



eğik yüzeyin dikeyi ile ışın 

arasındaki açıdır. 

Hava kütlesi



(m):

ışın radyasyonun geçtiği

atmosfer kütlesinin, güneş tam tepede iken ışın 

radyasyonun içinden geçeceği atmosfer 

kütlesine oranıdır.

Zenit açısı



(

θ

z



)

:

yatay yüzeyin normali ile



güneş ışınları arasında oluşan açıdır.

m = 1 / cos θ

z


Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Zenit Açısı



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TANIMLAMALAR…

Enlem açısı



(Φ):

ekvator düzlemi ile yerden

dünyanın merkezine olan radyal çizgi arasındaki

açıdır. Enlem kuzey yarım küre için artı değerli olup -

90º ile 90º arasında değişir.

Saat açısı



(w):

zamanın açısal ölçüsüdür ve bir saat

15º boylama eşittir. Öğleden evvel açı artı ve öğleden 

sonra eksi değer alır. Örneğin saat 10.00 için açı + 

30º ve saat 15.00 için - 45º olur. 

Eğim açısı



(S):

Yatay yüzey ile eğik yüzey arasında

kalan açıdır. Ekvatora yönelen yüzey için artı değer 

alır.


Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Açıların İlişkisi

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Deklinasyon Açısı

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Gün uzunluğu ve güneşin batış saati



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

GENEL AÇI İFADESİ

Geliş açısı (



θ

için geliştirilen genel ifade;

cosθ =  sinδ sinΦ cosS -

- sinδ cosΦ sinS cosﻻ +

+ cosδ cosΦ cosS cosw +

+ cosδ sinΦ sinS cosﻻ cosw +

+ cosδ sinS sinﻻ sinw



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

BAZI AÇI İFADELERİ

Yatay yüzey

cosθ


= sinΦ sinδ + cosδ cosΦ cosw



Güneye bakan eğik yüzey 

cosθ


T

=  sinδ sinΦ cosS -

- sinδ cosΦ sinS +

+ cosδ cosΦ cosS cosw +

+ cosδ sinΦ sinS cosw

Güneye bakan dik yüzey 

cosθ =  - sinδ cosΦ + cosδ sinΦ cosw



DÜZ TOPLAYICI EĞİM AÇISI

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

AYLARA GÖRE GÜNEŞ IŞINIMI

Türkiye’nin en kuzey enlemi olan 



42º ile en güney enlemi olan 36º

araştırmanın sınırlarını

oluşturmaktadır. Aylara göre güneş

ışınımlarında güneşli gün için max. 

ışınım değerleri alınmıştır.


Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Örneğin 36º enlemde aralık ayında toplam 



günlük ışınım max. 6.200 kcal/m2 (25.916 

kW/m2) olmakta ve S = 60º değeri 

bulunmaktadır.

Aralık ayında ve 42º enlemde max. toplam 



günlük  ışınım  S  =  66º ile  alınmakta  ve 

değeri  5.300  kcal/m2  (22.154  kW/m2) 

olmaktadır.


Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

KIŞ ve YAZ KAVRAMI

Mevcut enerji sıkıntısını gidermek amacı



ile güneş enerjisinin kış aylarında ısıtma 

giderlerine olumlu bir katkıda bulunmasını

sağlamak temel hedeftir. Bu nedenle düz 

toplayıcıların optimum eğim açılarının 

saptanması gerekir. Sabit eğim açısı ile 

ışınımın aylar göre dağılımı aşağıda 

verilmiştir. Bu dağılımda; 

T

İ

= iç sıcaklık (20ºC)



T

Ç

= ortalama dış sıcaklık

tır. 


Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

OPTİMUM EĞİM AÇISI EĞRİLERİ

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

OPTİMUM EĞİM AÇISI (S)

Yıllık optimum verim için;  



S = enlem 

x

0,9

7 aylık kış mevsimi için;    



S = enlem + 15º

Kış mevsiminde en soğuk üç ay için;



S = enlem + 25º

Yaz mevsimi için; 



S = enlem  - 25º

(Enleme ilave edilen sayısal değerlerin nedeni Zenit açısıdır. Bu 

açı kışın büyümekte yazın ise küçülmektedir.)

İdeal konumdan 15º sapma halinde enerji kayıp oranı %6’dır. Mimari 

ve diğer etkenler nedeni ile ideal açı uygulanamazsa enerji kayıpları

büyük olmayacaktır

.


TÜRKİYE’DE IŞINIM DEĞERLERİ

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

GİRİŞ

Türkiye’de genel ışınımın ortalama değerleri 



Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden alınan 

bilgiye dayanılarak hesaplanmış ve aylara 

göre haritalar oluşturulmuştur. 

Ayrıca bu yıl Elektrik İşleri Etüt Dairesi 



tarafından ‘

Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası

sunulmuştur.



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

EİE GÜNEŞ ENERJİSİ

POTANSİYEL ATLASI (GEPA)

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TÜRKİYE’DE IŞINIM DEĞERLERİ

En az ışınım alan bölge 



Orta 

ve

Doğu Karadeniz 



Bölgesi

dir. Bu bölgenin hem 

enlem değeri büyük

hem de 


rutubetli iklimi

vardır. Atmosferdeki fazla 

su buharı, 

ışınımın perdelenmesi

ne neden 

olmaktadır.

Marmara


ve 

Kuzey Ege Bölgesi

, Karadenize göre 

biraz daha iyi durumdadır.

Güney Ege, Batı Akdeniz



ve 

Orta Anadolu 

Bölgeleri

orta


derecede ışınım almaktadır.

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TÜRKİYE’DE IŞINIM DEĞERLERİ…

Doğu Akdeniz 



ve

Doğu Anadolu Bölgeleri

ışınım 

değerleri 



iyi

olan bölgelerimizdir.

Güney Doğu Bölgesi



nin sağ en alt ucu ise 

ışınım değerleri 



en iyi

olan bölgemizdir. 

Sert ve 

soğuk iklime

sahip bu yer kışın en fazla ışınım 

alan yerdir. 

Rakım yüksek

tir. Havadaki 

su 

buharı


, yağmur ve kar şeklinde 

yoğuşmakta

ve 

atmosfer daha berrak olup ışınım perdelenmesi 



en az seviyededir.

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Güneş Modeli 

Türkiye Güneş Modeli, Coğrafi Bilgi Sistemi’nde kullanılan “



ESRI 

Solar Radiation Model

“ ve aşağıdaki temel parametreler kullanılarak 

hazırlanmıştır:

Eğim-Bakı-Gölgelenme Hesaplamaları için,  Türkiye 1/100.000’lik 



topoğrafik haritadan üretilmiş yatayda 500 m x 500 m grid boyutlarına 

sahip 


Sayısal Yükseklik Modeli (DEM)

Türkiye 36-42º enlem değerlerine ait alanlar



Gökyüzü Açıklılık İndeksi

(Sky Size Index)

32 yönde Zenit ve Azimut Açıları



Açık ve Kapalı Gökyüzü Hesaplama Metodları

Modelde kullanılacak parametrelerin hesaplanması ve model 



kalibrasyonun yapılması için EİE ve DMİ istasyonlarında 1985 - 2006 

yıllarına ait ölçüm yapılan 22 yıllık saatlik güneş ölçüm değerleri

Gökyüzü Işık İletim Katsayısı



(Transmittivity) ve 

Gökyüzü Açıklılığı

(Diffuse Proportion)

Yezyüzü Güneş Işını Yansıtma Değerleri (Surface Albedo)



Modelin kullanılaması sonucunda, 12 aya ait günlük değerlerden elde 

edilen aylık ortalamaları içeren aşağıdaki bilgiler 500m x 500 m grid

haritası olarak elde edilmiştir.



Toplam Güneş Radyasyonu (kWh/m2-gün)



Direkt Güneş Radyasyonu (kWh/m2-gün)



Difüz Güneş Radyasyonu (kWh/m2-gün)



Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ

Sera Etkisi

Sera Etkisi

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Gün uzunluğu



Güneşi doğuşundan batışına kadar geçen 

süredir  



(h/gün)

Güneşlenme süresi



Direkt güneş ışınının gün boyunca geldiği 

süredir 


(h/gün

)

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TÜRKİYE Global Radyasyon Değerleri

(kWh/m2-gün)

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

TÜRKİYE Güneşlenme Süreleri

(Saat)

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

İSTANBUL’DA IŞINIM RASATLARI

(Temmuz ayında bir güne ait ışınım kayıt şeridi)

Prof. Dr. Olcay KINCAY / Güneş Enerjisi Ders Notları

Günlük Sıcaklık Ölçümleri

Günlük sıcaklık ölçümleri saat 7,14 ve 21’de yapılır.

4

)

(



2

.

.



.

21

14



7

T

T

T

S

O

G





Günlük ortalama sıcaklık

30

....



.

.

.



30

2

1



T

T

T

S

O

A





Aylık ortalama sıcaklık



Maksimum Termometre Minimum Termometre


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə