Güneş enerjisi sistemlerinde üretilen elektrik miktarı yalnızca kullanılan güneş panellerinin gücüne bağlı değildir. Panel sıcaklığı, gölgelenme, kirlenme, inverter performansı ve sistem kayıplarının yanı sıra panellerin üzerine ulaşan güneş ışınımı miktarı da üretimi doğrudan etkileyen temel parametrelerden biridir.

Bir fotovoltaik sistemin gerçekten beklenen performansta çalışıp çalışmadığını anlayabilmek için üretim değerinin yanında aynı zaman diliminde sisteme ulaşan güneş enerjisinin de bilinmesi gerekir.

Bu ölçümün gerçekleştirilmesinde kullanılan temel cihazlardan biri pyranometredir.

Pyranometre Nedir?

Pyranometre, belirli bir yüzeye ulaşan toplam güneş ışınımını ölçmek amacıyla kullanılan hassas bir ölçüm cihazıdır.

Ölçüm sonucu genel olarak W/m² (watt/metrekare) cinsinden ifade edilir.

Örneğin açık ve güneşli bir günde öğle saatlerinde bir pyranometre yaklaşık olarak:

800–1000 W/m²

seviyelerinde bir güneş ışınımı ölçebilir.

Ancak bu değer;

• günün saatine,
• mevsime,
• bulutluluk durumuna,
• coğrafi konuma,
• atmosfer koşullarına,
• sensörün konumuna ve açısına

bağlı olarak sürekli değişir.

Bu nedenle güneş enerjisi santrallerinde yalnızca anlık üretim değerlerinin takip edilmesi yeterli değildir. Aynı anda sisteme ulaşan güneş ışınımının da ölçülmesi gerekir.

Pyranometre Nasıl Çalışır?

Pyranometreler üzerlerine ulaşan güneş radyasyonunu algılayarak bunu ölçülebilir bir elektriksel sinyale dönüştürür.

Profesyonel pyranometrelerde sensör, doğrudan ve atmosferden yayılarak gelen güneş ışınımını birlikte ölçebilir.

Cihazın üzerinde bulunan optik kubbe yapısı sensörü dış ortamdan korurken farklı açılardan gelen güneş ışınlarının algılanmasına yardımcı olur.

Ölçüm sistemi daha sonra sensörden alınan sinyali işleyerek güneş ışınımı değerini W/m² olarak hesaplar.

Güneş Enerjisi Santrallerinde Pyranometre Neden Kullanılır?

Bir güneş santralinin belirli bir anda 700 kW güç ürettiğini düşünelim.

Bu değer tek başına sistemin iyi veya kötü çalıştığını göstermez.

Çünkü aynı anda güneş ışınımı yalnızca 500 W/m² seviyesindeyse sistem oldukça iyi performans gösteriyor olabilir.

Ancak güneş ışınımı 1000 W/m² seviyesindeyken üretim beklenen değerin ciddi şekilde altında kalıyorsa sistemde araştırılması gereken bir problem bulunabilir.

Bu nedenle güneş ışınımı ölçümü, PV sistem performans değerlendirmesinin temel referanslarından biridir.

PV Sistem Performansının Analiz Edilmesi

Pyranometreden alınan veriler güneş santralinin gerçek üretim verileriyle karşılaştırılarak sistem performansı değerlendirilebilir.

Bu analiz sayesinde;

• güneş panellerindeki performans kayıpları,
• panel kirlenmesi,
• gölgelenme problemleri,
• inverter kaynaklı üretim düşüşleri,
• kablo ve bağlantı kayıpları,
• uzun vadeli panel degradasyonu

daha kolay tespit edilebilir.

Özellikle büyük ölçekli güneş enerjisi santrallerinde ışınım ölçümleri SCADA veya veri toplama sistemlerine aktarılabilir.

Böylece santralin ışınım ve üretim değerleri uzun süre boyunca birlikte takip edilebilir.

Pyranometre Nerede Konumlandırılmalıdır?

Doğru sonuç almak için pyranometrenin konumu büyük önem taşır.

Sensörün üzerine;

• bina gölgesi,
• panel gölgesi,
• direk veya anten gölgesi,
• yakın çevredeki diğer nesnelerin gölgesi

düşmemelidir.

Referans ölçümün amacına göre sensör yatay olarak veya güneş panelleriyle aynı eğim açısında yerleştirilebilir.

PV sistem performansının değerlendirilmesinde panel düzlemindeki ışınımın ölçülmesi özellikle önemlidir.

Bu yöntemde pyranometre, güneş panelleriyle mümkün olduğunca aynı yön ve eğim açısında konumlandırılır.

Panel Düzlemi Işınımı Nedir?

Panel yüzeyine ulaşan güneş ışınımı genellikle Plane of Array – POA irradiance olarak ifade edilir.

Bir PV sisteminde paneller yatay olmadığı için yalnızca yatay düzlemde yapılan güneş ışınımı ölçümü panelin gerçekte aldığı güneş enerjisini tam olarak temsil etmeyebilir.

Bu nedenle performans analizi yapılırken panel eğimine paralel yerleştirilmiş bir ışınım sensöründen alınan değerler oldukça değerlidir.

Örneğin paneller;

• güneye bakıyor,
• 30 derece eğime sahip

ise performans ölçümünde kullanılan pyranometrenin de benzer geometriyle konumlandırılması daha anlamlı sonuçlar sağlayabilir.

Pyranometre ile Referans Hücre Arasındaki Fark Nedir?

PV sistemlerinde güneş ışınımının ölçülmesi için pyranometrelerin yanında referans hücreler de kullanılabilir.

Referans hücreler fotovoltaik hücre teknolojisine benzer bir prensiple çalışırken pyranometreler güneş radyasyonunun doğrudan ölçülmesi amacıyla tasarlanmış meteorolojik ölçüm cihazlarıdır.

Pyranometreler özellikle;

• meteorolojik ölçüm istasyonları,
• profesyonel güneş enerjisi santralleri,
• performans doğrulama çalışmaları,
• araştırma ve geliştirme uygulamaları,
• uzun süreli güneş ışınımı izleme sistemleri

için tercih edilmektedir.

Pyranometre Seçerken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Güneş ışınımı ölçüm cihazı seçilirken yalnızca ölçüm aralığına bakmak yeterli değildir.

Cihaz seçiminde aşağıdaki özellikler değerlendirilmelidir:

Ölçüm Hassasiyeti

Özellikle santral performans analizinde küçük ölçüm hataları uzun vadeli enerji hesaplarını etkileyebilir.

Bu nedenle ölçüm hassasiyeti yüksek cihazların kullanılması önemlidir.

Spektral Tepki

Güneş radyasyonu geniş bir dalga boyu aralığını kapsar.

Profesyonel pyranometrelerin farklı dalga boylarındaki ışınıma mümkün olduğunca doğru tepki vermesi beklenir.

Sıcaklık Kararlılığı

Pyranometreler yıl boyunca çok farklı çevre sıcaklıklarında çalışabilir.

Sensörün sıcaklık değişimlerinden minimum seviyede etkilenmesi ölçüm güvenilirliğini artırır.

Tepki Süresi

Hızla değişen bulut geçişleri sırasında güneş ışınımı saniyeler içerisinde önemli ölçüde değişebilir.

Sensörün bu değişimleri yeterince hızlı algılayabilmesi özellikle yüksek hassasiyetli ölçümlerde önemlidir.

Dış Ortam Dayanımı

Pyranometreler çoğunlukla sürekli olarak açık havada çalışır.

Bu nedenle cihazların yağmur, nem, sıcaklık değişimleri, UV ışınımı ve diğer çevresel koşullara uygun olması gerekir.

Pyranometre Kalibrasyonu Neden Önemlidir?

Her ölçüm cihazında olduğu gibi pyranometrelerde de zaman içerisinde ölçüm sapmaları oluşabilir.

Sensörün uzun süre güneş ışınımına, sıcaklık değişimlerine ve dış ortam koşullarına maruz kalması ölçüm karakteristiğini etkileyebilir.

Bu nedenle cihaz üreticisinin tavsiyeleri ve uygulamanın gereksinimleri doğrultusunda periyodik kontrol ve kalibrasyon yapılması önemlidir.

Kalibrasyonu takip edilen bir pyranometre uzun dönemli enerji üretim analizlerinin daha güvenilir yapılmasına yardımcı olur.

Pyranometre Ölçümü ile Arızalar Nasıl Tespit Edilebilir?

Işınım verilerinin santral üretim verileriyle birlikte izlenmesi performans problemlerinin belirlenmesini kolaylaştırabilir.

Örneğin güneş ışınımının benzer olduğu iki günde elektrik üretimi arasında belirgin bir fark oluşması;

• panel kirlenmesine,
• inverter arızasına,
• gölgelenmeye,
• bağlantı problemine,
• string arızasına

işaret edebilir.

Işınım değerleri olmadan yalnızca elektrik üretimine bakıldığında ise üretimdeki azalmanın hava koşullarından mı yoksa sistemden mi kaynaklandığını ayırt etmek daha zor olabilir.

İlgili Ürün: EKO MS-80 Pyranometer

Profesyonel güneş ışınımı ölçümlerinde kullanılabilecek ürünlerden biri EKO MS-80 Pyranometer modelidir.

Ürün özellikle güneş enerjisi uygulamaları, meteorolojik gözlemler ve yüksek doğruluk gerektiren güneş radyasyonu ölçümlerinde kullanılabilecek profesyonel pyranometre çözümleri arasında yer almaktadır.

Ürünü inceleyin:
https://solartestcihazlari.com/urun/eko-ms-80-pyranometer

Solar Test Cihazları ürün gamında farklı ölçüm ihtiyaçlarına yönelik başka EKO pyranometre ve albedometre modelleri de bulunmaktadır.

Sonuç

Bir güneş enerjisi sisteminin performansını doğru değerlendirmek için yalnızca ne kadar elektrik ürettiğini bilmek yeterli değildir. Sistemin aynı zaman aralığında ne kadar güneş enerjisi aldığı da ölçülmelidir.

Pyranometreler bu noktada güneş santrallerinin performans takibi için önemli bir referans sağlar.

Doğru konumlandırılmış ve düzenli olarak kontrol edilen profesyonel bir pyranometre sayesinde güneş ışınımı ile elektrik üretimi karşılaştırılabilir, performans kayıpları daha hızlı belirlenebilir ve sistemin uzun dönemli enerji üretimi daha güvenilir şekilde analiz edilebilir.

Güneş Işınımı Ölçümünüz İçin Doğru Cihazı Belirleyelim

PV santraliniz, laboratuvarınız veya ölçüm uygulamanız için hangi pyranometrenin uygun olduğundan emin değilseniz ölçüm ihtiyacınıza göre doğru cihazın belirlenmesi konusunda bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Uygulamanıza uygun solar ölçüm cihazını birlikte belirleyelim →