E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerin elektriksel boyutlandırılması [Pamukkale Univ Muh Bilim Derg]
Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2024; 30(4): 451-462 | DOI: 10.5505/pajes.2023.24896

Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerin elektriksel boyutlandırılması

Ahmet Ilıca1, Muhammed Serdar2
1Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Simav Meslek Yüksekokulu, Elektrik Ve Enerji Bölümü, Kütahya
2Sms Enerji Danışmanlık Arge Mühendislik Limited Şirketi, Denizli

Elektrik tesislerinde düşük maliyetli, yüksek performanslı/verimli ve ilgili mevzuata uygun işletme ve koruma ekipmanlarının seçilmesi büyük önem taşımaktadır. En uygun kablo/hat, ölçüm ve koruma sistemi ekipmanlarının seçimi için hesaplamalar yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, şebeke bağlantılı 0,4 MWe gücünde bir fotovoltaik sistem için panel-evirici uyumluluk hesabı, gerilim düşümü, akım kontrolü, kısa devre, yıldırım risk ve koruma hesapları, topraklama direnci ve topraklama iletkeni hesapları ve panel eğim açısı hesabı yapılmıştır. Seçilen eviricinin izin verilen voltaj aralığı ve maksimum güç noktası gerilim değerlerinin panel sistemi ile uyumlu olduğu hesaplanmıştır. Gerilim düşümü ve akım kontrol hesapları ile her evirici çıkışı ve güneş sistemi panosu çıkışı için bakır kablo kesiti sırasıyla 3x70+35 mm2 ve 2(3x185+95) mm2, trafo alçak gerilim barası 60x10 mm2 olarak bulunmuştur. Alçak gerilim baralarının tepe kısa devre akımında deforme olmaması için 80 cm boy için 10 cm aralıklarla yerleştirilmelidir. Trafo alçak gerilim tarafı faz-toprak kısa devre akımına göre topraklama iletkeninin kesiti en az 53,97 mm2 bakır iletken olmalıdır. Panellerin yıldırımdan korunma tesisinde yuvarlanan küre yöntemine göre, hava yakalama uçlarının güneş panelinin üst noktasından en az 0,84 m yukarıda olması gerektiği hesaplanmıştır. Optimum sabit panel eğim açısı 32,08° bulunmuştur. Çalışmada kullanılan hesaplamalar, şebeke bağlantılı fotovoltaik sistemlerin tasarımında, minimum boyutta en uygun elektriksel donanımın seçiminde uygulayıcılara fayda sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler: Şebekeye bağlı fotovoltaik sistem, gerilim düşümü, kısa devre hesabı, yıldırımdan koruma, eğim açısı

Electrical sizing of grid-connected photovoltaic systems

Ahmet Ilıca1, Muhammed Serdar2
1Department Of Electricity And Energy, Kütahya Dumlupınar University, Kütahya, Turkey
2Sms Energy Consulting R&d Engineering Limited Company, Denizli, Turkey

It is of great importance to choose low-cost, high-performance/efficient and operating and protection equipment in accordance with the applicable legislation in electrical facilities. It is necessary to make calculations for the selection of the most suitable cable/line, measuring and protection system equipment. In this study, panel-inverter compatibility calculation, voltage drop, current control, short circuit, lightning risk and protection calculations, grounding resistance and grounding conductor calculations and tilt angle calculation were made for a grid connected photovoltaic system with a power of 0.4 MWe. It has been calculated that the allowable voltage range and maximum powerpoint voltage values of the selected inverter are compatible with the panel system. With voltage drop and current control calculations, copper cable cross section for each inverter output and solar board output were found to be 3x70+35 mm2 and 2(3x185+95) mm2, respectively, and transformer low voltage busbar 60x10 mm2. In order not to deform the low voltage busbars in peak short-circuit current, they should be placed at 10 cm intervals for 80 cm length. According to the transformer low voltage side phase-earth short circuit current, the cross-section of the grounding conductor should be at least 53.97 mm2 copper conductor. In the lightning protection facility of the panels, according to the rolling sphere method, it has been calculated that the air termination rods should be at least 0.84 m above the upper point of the solar panel. The optimum fixed panel tilt angle was found to be 32.08°. The calculations used in the study will benefit the practitioners in the design of grid-connected photovoltaic systems, in the selection of the most suitable electrical equipment with minimum size.

Keywords: Grid connected photovoltaic system, voltage drop, short circuit calculation, lightning protection, tilt angle

Ahmet Ilıca, Muhammed Serdar. Electrical sizing of grid-connected photovoltaic systems. Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2024; 30(4): 451-462

Sorumlu Yazar: Ahmet Ilıca, Türkiye
Makale Dili: İngilizce
LookUs & Online Makale