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