Deney ve Kalibrasyon Merkezi Enerji Teknolojileri
Transkript
Deney ve Kalibrasyon Merkezi Enerji Teknolojileri
Deney ve Kalibrasyon Merkezi Enerji Teknolojileri Laboratuvarı Güneş Enerjisi Çalışmaları Hüseyin TAŞAN Enerji Teknolojileri Laboratuvarı Müdürü Türkiye Kurulu Gücü Analizi Türkiye Kurulu Gücü Analizi Türkiye’de kurulu gücün kaynaklara göre dağılımı Türkiye Kurulu Gücü Analizi Termal Güneş Kolektörleri ve Fotovoltaik Modüller Deney Sistemi Ülkemizde fotovoltaik ve termal güneş enerjisi sektörünün istikrarlı biçimde gelişmesi, bu pazarda haksız rekabet koşullarının önlenmesi ve son kullanıcılara kaliteli ürünler sunulması açısından teknik standartlara göre üretim faaliyetlerini gerçekleştirmek ve kalite güvence sistemlerine uygun hizmetler vermek çok önemlidir. Söz konusu ürün ve hizmetlerin performanslarını değerlendirmek ve kalite durumlarını uluslararası geçerlilikte belgelendirmek için ülkemizde akredite test laboratuvarı kurulumu ve yetkili sertifikasyon çalışmalarına kurumumuzca hız verilmiştir. Milli menfaatlerimiz açısından enerjide dışa bağımlılığı azaltılması için yerli teknoloji geliştirme çalışmalarına katkı sağlanması ve yerli ürünlerin kullanımının yaygınlaştırılması faaliyetlerine TSE olarak destek olmak en önemli hedefimizdir. Termal Güneş Kolektörleri ve Fotovoltaik Modüller Deney Sistemi Fotovoltaik (PV) hücreler doğrusal (lineer) olmayan enerji kaynakları olup, hava şartları değiştiği anda sistemin çalışma noktaları da değişmektedir. PV cihazları akımgerilim değerleri; dolayısıyla güç çıktıları ve çalışma verimleri, ışınım şiddeti ve sıcaklık gibi mevsimsel parametrelerden önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu nedenle PV panellerin gerçek atmosferik koşullar altında göstermiş oldukları performanslarının bilinmesi önemlidir. Termal Güneş Kolektörleri ve Fotovoltaik Modüller Deney Sistemi TSE Enerji Teknolojileri laboratuvarı Ostim yerleşkesinde tesis ettirilen Fotovoltaik-Güneş Kolektör Test Laboratuvarında gerek dış ortam gerekse de laboratuvar içinde şartlandırılmış ortamda güneş panelleri testleri yapılacaktır. Dış ortam meteorolojik şartlar altında panel performanslarının elde edilmesi amacıyla çok kanallı modüler sistem ve laboratuvar şartlarında kontrol edilebilen ortam koşulları ve güneş simülatörü kullanılarak dinamik ölçüm düzeneği devreye alınacaktır. Laboratuvarın Temmuz hedeflenmektedir. 2014’ te hizmet vermeye başlaması Termal Güneş Kollektörleri ve Fotovoltaik Modüller Deney Sistemi Güneş panelleri 25-30 yıl ömre sahiptir. (???) Güneş panel üreticileri genellikle ürünlerinin 25-30 sene ömürlü olduğunu beyan etmektedir. Fakat bu beyan maalesef her ürün için doğru değildir. Ürünlerin performanslarının yanı sıra üretici tarafından beyan edilen ömre sahip olup olmadıkları da yapılacak testler ile belirlenecektir. Bu sayede kaliteli ürünlerin piyasaya sürülmesi ve ülkemizin güneş paneli çöplüğü haline gelmesinin önüne geçilmesi için TSE olarak üzerimize düşen sorumluluğu yerine getirmek öncelikli hedefimizdir. İlgili Standardlar Fotovoltaik Paneller Tip standardları; TS EN 61215 “Kristalin Silikon Karasal Fotovoltaik (PV) ModüllerTasarım Değerlendirmesi ve Tip Kabulü”\Ocak 2006 Kristalin silikon tipi fotovoltaik panellerin tasarım, işletme ve tip kabulü kriterlerini içerir. TS EN 61646 “İnce filmli düz alanlı fotovoltaik modüler- tasarım nitelikleri ve tip onayı”\Ocak 2010 İnce filmli düz fotovoltaik panellerin tasarım, işletme ve tip kabulü için gerekli kriterleri içerir. 9 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı İlgili Standardlar Termal Güneş Enerjisi Standardları; TS EN 12975-2 “Isıl Güneş Enerjisi Sistemleri Ve Bileşenleri-Güneş Enerjisi Kolektörleri Bölüm-2 Deney Özellikleri” TS EN 12976-2 “Isıl Güneş Enerjisi Sistemleri Ve Bileşenleri-Seri Üretilmiş Sistemler Bölüm-2 Deney metotları” 10 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı Yapılacak Deneyler KURULACAK SİSTEM İLE YAPILABİLECEK DENEYLER TS EN 61215 “Kristalin Silikon Karasal Fotovoltaik (PV) Modüller-Tasarım Değerlendirmesi ve Tip Kabulü” 10.1 Göz Muayenesi - ( Solar Simülatör ) 10.2 En Yüksek Güç Tayini - ( Solar Simülatör ) 10.3 Yalıtım Deneyi 10.4 Sıcaklık Katsayılarının Ölçülmesi 10.5 Normal İşlem Hücre Sıcaklığının Ölçülmesi 10.6 Standard Deney Şartları ve Normal İşlem Hücre Sıcaklığında Performans 10.7 Düşük Işımada Performans 10.8 Açık Havada Bırakma Deneyi 10.9 Sıcak Leke Dayanımı Deneyi 10.10 Ultraviyole Şartlandırma Deneyi 10.11 Isıl Çevrim Deneyi 10.12 Nem Donması Deneyi 10.13 Yaş Sıcaklık Deneyi 10.15 Islak Sızıntı Akımı Deneyi TS EN 61646 “İnce filmli düz alanlı fotovoltaik modüler- tasarım nitelikleri ve tip onayı” TS EN 61215 deneylerine ek olarak ; Işığa Doyurma Deneyi 11 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı TEST PLANI Test Planı 1. 2. 3. 4. 5. İlk ölçümler UV Isıl Çevrim(TC200) Nemli Sıcaklık Nihai ölçümler İlk Ölçümler Ön koşullandırma (5 kWh-m2) Örnekleme (8 Moduül) Görsel Muayene Maksimum Güç Tayini İzolasyon Testi Kaçak Akım Testi İlk Ölçümler Önkoşullandırma Teste başlamadan önce, kontrol modülü de dahil olmak üzere tüm modüller, açık devre durumunda 5 kWh⋅m–2 - 5,5 kWh⋅m–2 güneş irradyasyonu seviyesinde güneş ışığına(gerçek ya da simulatör) maruz bırakılmalıdır. Modüller 5 gruba ayrılmalı ve testler sırayla uygulanmalıdır. Örnekleme & İşaretleme IEC 60410 prosedurlerine uygun olarak test için bir partiden 8 modül seçilir. Her modüle aşağıdaki hususlarda işaretleme yapılır: – isim, marka ya da sembol – tip ya da model numarası; – seri numarası; – terminal polaritileri – modülün çalışabildiği maksimum gerilimi sistem 10.1 Görsel Muayene Modülde gözle görülür kusurların kontrolü. 1000 luxten az olmayan aydınlatma altında her modülün aşağıdaki hususlar için incelenmesi: – dış yüzey hataları; – kırık hücreler; – çatlak hücreler; – ek yerlerinde hatalar; – diğer bir hücreyle temas halinde olan hücreler – yapıştırılma kısımlardaki hatalar; – hücre ile modül kenarları arasında sürekli bir yol oluşturan bozukluklar – hatalı yüzeyler ve plastik materyaller; – terminal hataları; – performansı etkileyebilecek diğer koşullar 10.2 Maksimum Güç Tayini Çeşitli çevresel testlerden önce ve sonra modül maksimum gücü belirlenmelidir. Bu testtte tekrar edilebilirlik en önemli faktördür. 10.3 İzolasyon Testi Modülün akım taşıyan bileşenlerinin izolasyon seviyesinin test edilmesi amaçlanır. Maksimum sistem geriliminin 2 katının 500 V ya da 1000 V daha fazlasını verebilecek DC gerilim kaynağı kullanılır. Test oda sıcaklığında (IEC 60068-1) ve bağıl nerm oranı %75’ i aşmayan bir ortamda yapılır. 10.4 Sıcaklık Sabitlerinin Ölçümü Modül ölçümlerinden akım (α), gerilim (β ) ve pik güç (δ )sıcaklık sabitleri tespit edilir. Elde edilen sabitler ölçümlerin yapıldığı irradyasyon seviyesinde geçerlidir. 10.5 Nominal Çalışma Sıcaklığı Ölçümü (NOCT) Modüllerin nominal çalışma sıcaklığı(NOCT) tespit edilir. NOCT aşağıda belirtilen standard çevre koşullarında ortalama hücre jonksiyon sıcaklığını ifade eder: – eğim açısı: 45° yatayda – toplam irradyasyon: 800 W⋅m–2 – ortam sıcaklığı: 20 °C – rüzgar hızı: 1 m⋅s–1 – elektrik yükü: açık devre 10.6 Nominal ve Standard Çalışma Sıcaklıkları Performansı Modül 25 °C sıcaklıkta ve 1 000 W⋅m–2 irradyasyon seviyesinde iken akım-gerilim karakteristiği izlenir. Modül sıcaklığı nominal çalışma sıcaklığına çıkarılır ve 800 W⋅m–2 irradyasyon seviyesinde akım-gerilim karakteristiği izlenir. 10.7 Düşük İrradyasyon Seviyesi Performansı Modülün 25 °C sıcaklık ve 200 W·m–2 irradyasyon seviyesindeki elektriksel performansın nasıl değiştiği izlenir. IEC 60904-1’ e göre gün ışığı ya da B sınıfı veya IEC 60904-9’ e göre daha iyi bir simülatör kullanılır. 10.8 Dış Ortama Maruz Kalma Testi Dış ortam koşullarına dayanımın tespit edilmesi ve laboratuvar testlerinde tespit edilemeyecek bazı bozulmaların tespit edilmesi amaçlanır. 10.9 Sıcak Leke Dayanım Testi Bu testin amacı sıcak leke ısınma etkisine dayanım yeteneğinin tespit edilmesidir. (lehim erimesi vs.) Bu kusur hücre hatalarından, bağlantı hatalarından, kısmı gölgelemeden ya da kirlenmeden kaynaklanabilir. 10.10 UV Koşullandırma Testi Isıl çevrim, nem ve donma testlerinden önce (UV) ultra-viole ışınım koşullandırması ile UV bozunum duyarlılığı tespit edilir. 10.11 Isıl Çevrim Testi, Modülün değişken sıcaklık koşulları altındaki yorgunluk ve diğer stres yeteneğini belirlemek için uygulanır. 10.12 Nemli Donma Testi Bu testin amacı yüksek sıcaklık ve nemi takiben sıfırın altındaki sıcaklıklarda modülün yeteneğini belirlemektir. 10.13 Nemli Sıcaklık Testi Bu testin amacı uzun süreli nem nüfuzu etkisi altında modül yeteneğini belirlemektir. Aşağıdaki koşullar altında yapılır: • Deney Sıcaklığı: 85 °C ± 2 °C • Bağıl Nem: 85 % ± 5 % • Test Süresi : 1 000 h. 10.15 Kaçak akım testi (Islak Ortam) Modülün ıslak çalışma koşullarındaki ( yağmur,sis,erimiş kar , çiy) yalıtımını belirlemek için, modülün aktif devre sistemine girmeden herhangi bir paslanma, topraklama hatası yada güvenlik tehlikesi gözlemlenir. Modül sığ bir çukur yada yeterli büyüklükte bir tank içersine , aşağıdaki gereksinimleri karşılayan bir ıslatıcı ile birlikte yatay konumda yerleştirilir. Özdirenç : 3 500 Ω·cm yada daha az… Yüzey gerilimi : 0,03 N·m–1 yada daha az… Sıcaklık: 22 °C ± 3 °C Derinlik modülün bağlantı kutusu hariç tüm yüzeyini kaplayacak yeterlilikte olmalı. İlgili Yasa ve Yönetmelikler 10/05/2005 Tarih 5346 sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun Üçüncü Bölüm Yenilenebilir Enerji Kaynaklarından Elektrik Enerjisi Üretiminde Uygulanacak Usul ve Esaslar Madde 6 - Güneş enerjisine dayalı elektrik üretim tesislerindeki aksamın sağlaması gereken standardlar ve denetimlerde uygulanacak test yöntemleri ile birlikte, bu tesislerde ve hibrit üretim tesislerinde üretilen elektrik enerjisi içerisindeki güneş enerjisine dayalı üretim miktarlarının denetimine ilişkin usul ve esaslar EPDK’nın görüşü alınarak Bakanlık tarafından çıkarılacak yönetmelikle belirlenir. 30 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı İlgili Yasa ve Yönetmelikler Bu kapsamda yayınlanan yönetmeliklerde ; Resmi gazetede yayınlanan ; Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığından: 19 Haziran 2011 Tarih 27969 Sayılı Güneş Enerjisine Dayalı Elektrik Yönetmeliği İkinci Bölüm Üretim Tesisleri Hakkında Standardlar, Test yöntemleri ve Denetim Madde 4 – Güneş enerjisine dayalı elektrik üretim tesislerinin projelendirmesinde kristal veya ince film PV modülleri ile odaklamalı PV modüllerinin; a) Performans testleri ve tip kabulleri için TS EN 61215, TS EN 61646 ve TS EN 62108 standardları, b) Emniyet testleri için TS EN 61730 standardı, uygulanır. 31 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı İlgili Yasa ve Yönetmelikler TSE ilgili yasa ve yönetmeliklerin neresinde? Belirtilen yönetmelik maddelerinde yer alan standardlara göre PV modül testlerinin TSE tarafından yapılıp, Bakanlığa rapor edileceği maddesinin yönetmeliğe eklenmesi ile bu pazarda haksız rekabet koşullarının önlenmesi ve son kullanıcılara kaliteli ürünler sunulması açısından teknik standartlara göre üretim faaliyetlerini gerçekleştirmek ve kalite güvence sistemlerine uygun hizmet vermek önem arz etmektedir. 32 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı Sonuç Söz konusu ürün ve hizmetlerin performanslarını değerlendirmek ve kalite durumlarını uluslararası geçerlilikte belgelendirmek için ülkemizde akredite test laboratuvarının kurulumuna ve yetkili sertifikasyon çalışmalarına hız verilmiş olup Milli menfaatlerimiz açısından enerjide dışa bağımlılığı azaltılması için yerli yatırımcının korunması, yerli ürünlerin kullanımının yaygınlaştırılması ve yerli teknoloji geliştirme çalışmalarına katkı sağlanma faaliyetlerine Türk Standardları Enstitüsü titizlikle, geliştirerek ve azimle devam etmektedir. İlgili yasa ve yönetmelikler ile enstitümüze yetki verilerek ülkemiz piyasasına giren güneş panellerinin denetim altına alınması temel beklentimizdir. 33 ©TSE Deney Laboratuvarları Merkezi Başkanlığı TÜRK STANDARDLARI ENSTİTÜSÜ İklim değişikliği ve karbon salınımının dünyamızın yaşanabilirliğine etkisinin minimize edilebildiği bol güneşli günler temenni ederim. TEŞEKKÜRLER