Fotovoltaik sistemler, güneş enerjisinden doğrudan elektrik enerjisi üreten sistemlerdir ve bu sistemler genel olarak şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız olmak üzere iki gruba ayrılırlar.
1. Bağlantı Şekillerine Göre Fotovoltaik Sistemler
Fotovoltaik sistemler, güneş enerjisinden doğrudan elektrik enerjisi üreten sistemlerdir ve bu sistemler genel olarak şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız olmak üzere iki gruba ayrılırlar.
1.1. Şebeke Bağlantılı Sistemler (On Grid)
Bu sistemler güneş panelleri tarafından üretilen elektriği depolamadan üretildiği yerde satılması veya tüketilmesi prensibine dayalı olarak çalışmaktadır. Şebeke bağlantılı sistemler, yüksek güçte santral (GES) boyutunda kurulabileceği gibi konut ihtiyaçlarını karşılamak için daha düşük güçlü kurulumlar da gerçekleştirilebilir.
Şebekeye bağlantılı (on grid) solar sistemlerin çalışmasında üç ana bileşeni vardır. Bunlar; Güneş paneli, İnverter, çift yönlü elektrik sayacıdır.
Sistemde, şehir şebekesi depolama işlevini üstlenir. Güneş panelleri
tarafından üretilen DC elektrik, merkezi şehir sistemine bağlı yüksek çevrim
gücü olan inverterler ile doğrudan şebekeye iletilir. Şebekeye bağımlı
sistemlerde kullanılan Solar İnvertörler MPPT özellikleri sayesinde yüksek
verimle çalışırlar, şebekeye kontrollü enerji aktarırlar. Üretilen enerji
anında tüketilir ve fazla elektrik enerjisi şebekeye aktarılır. Eksik enerji
şebeke elektriğinden çekilir. Çift yönlü sayaç ile kullanılan ve üretilen
elektrik enerjisi hesaplanarak belirlenen tarifelerde satım yapılabilir.
Bu sistemlerin Dünyada kullanımı çok yaygındır. Japonya gibi bazı
ülkeler bu sistemleri kurmaları için tüketicilerin tüm ilk yatırım
maliyetlerine ve vergilerine çok büyük teşvikler koymuşlardır. Bu sistemde
tüketici her durumda ihtiyacını karşılar ve fazla ürettiği elektriği satarak
kar sağlar. Türkiye’de bu sistemler henüz çok fazla yaygınlaşmamıştır.
1.1.1. Şebekeye Bağlı Sistemlerin Avantajları
Sistemde depolama birimleri kullanılmayacağı için depolama için ayrıca ek bir maliyet olmaz.
Üretilen enerji şebekeye bağlı olduğu için aynı zamanda üretilen enerji yetmediğinde şebeke devreye girecek ve enerji eksiksiz olarak yükü besleyecektir.
1.1.2. Şebekeye Bağlı Sistemlerin Uygulama Alanları
Başlıca uygulama alanlarına aşağıdaki yerler örnek verilebilir:
1.2. Şebekeden Bağımsız Sistemler (Off Grid)
Şebeke elektriğinin olmadığı, şebeke hattının çekilmesinin ekonomik olmadığı veya şebeke elektriğinin sık sık kesildiği yerlerde ihtiyaç duyulan enerjinin güneşten karşılandığı projelerdir.
Off Grid PV sistemlerde gün boyunca güneş panellerinin üzerine düşen güneş ışığı ile doğru akım elektrik enerjisi üretilir. Bu enerji solar şarj kontrol cihazı vasıtasıyla akü grubuna depo edilerek gündüz ya da gece saatlerinde kullanıma hazır tutulur. Sisteme invertör de eklenerek şebeke gerilimi ile çalışan cihazlar beslenir.
Şebekeden bağımsız çalıştığı için yıl boyunca yeterli güç üretecek ve yeterli güneş ışığı olmadığında bile kurulan tesisin ihtiyaçlarını karşılamaya yetecek pil kapasitesine sahip olacak şekilde tasarlanmalıdır.Akünün bakımları aksatılmadan rutin olarak yapılmalıdır. Ayrıca derin döngüye uygun ve çevrim sayısı fazla olan stasyoner tip aküler tercih edilmelidir. Akünün şarj ve deşarj akım döngüsünün kontrolünü sağlamak için PV sisteme şarj kontrol elemanı da eklemek gerekmektedir.
Şarj kontrol cihazı akünün doluluk oranına göre gözeden gelen enerjiyi ve ekipmanın çekmiş olduğu enerji arasındaki döngüyü otomatik olarak ayarlayarak hem akünün tamamen boşalmasına hem de akünün olması gerekenden fazla şarj olmasına engel olur. Bu özelliği sayesinde akü grubunun ömrünü azımsanmayacak şekilde arttırarak hem sistem verimini arttırmaktadır hem de bakım maliyetlerini azaltmaya yardımcı olmaktadır.1.2.1. Şebekeden Bağımsız Sistemlerin Avantajları
1.2.2. Şebekeden Bağımsız Sistemlerin Uygulama Alanları
Başlıca uygulama alanlarına aşağıdaki yerler örnek verilebilir:
1.3. Hibrit Sistemler
Hibrit sistemler enerji üretiminde farklı teknolojilerin bir arada kullanıldığı sistemlerdir. Hibrit sistemler tek bir enerji üretim kaynağına bağlı olmadığı için enerji güvenliği yönünden daha etkindir. Bu sistemler genelde güneş, rüzgâr, dizel jeneratör, hidroelektrik ve hidrojen enerjisi teknolojilerinden birkaçını kullanarak oluşturulmaktadır.
Rüzgâr türbinleri, biyogaz sistemleri, su kaynaklı sistemler, fosil yakıtlı sistemler vb. sistemler bir arada toplanarak ani bir enerji kesintisinde veya talebi karşılayamadığı durumlarda diğer sistemler devreye girerek enerji sürekliliğini sağlamış olur. Özellikle PV sistemlerde kış aylarında üretilen enerjinin azalmasına karşılık hibrit sistemlerle enerji üretimini takviye etmek, sistem kurulum maliyetlerini oldukça düşürmektedir.