Monitoring, analysis, and simulation of photovoltaic heat island effect in Turkey: Sekbandemirli solar power plant field study

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YER SİSTEM BİLİMİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: EMRE DEMİREZEN

Danışman: BÜLENT GÜLTEKİN AKINOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Günümüzde yenilenebilir, sürdürülebilir ve temiz enerji elde etme yöntemleri arasında bulunan güneş enerjisi dönüşüm teknolojileri, hızlı bir gelişim göstermektedir. Bu teknolojilerin en yaygın olanlarından birisi, güneş (veya gün) ışığının taşıdığı enerjinin doğrudan çevrimi ile elektrik eldesini sağlayan Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santrali (FV-GES)'dir. Bu santraller, çevre-dostu ve ekonomik enerji üretiminde toplumsal olarak kabul görmüştür. Ancak bu santrallerin çevresel etkileri hakkında bazı tartışmalar mevcuttur. Bu tartışmaların odağındaki konulardan biri, bu enerji santrallerini inşa etmede kullanılan büyük sayılardaki koyu renkli fotovoltaik güneş paneli dizilerinin, kuruldukları doğal arazinin doğal yüzey yansıtabilirliğini (albedo) değiştirip değiştirmediği üzerinedir. Bu nedenle, bulundukları bölgenin yerel hava sıcaklık döngülerini de etkileyebilirler. Literatürde Fotovoltaik Isı Adası Etkisi (FV-IAE) olarak geçen bu çevresel sorun, yakın çevresiyle etkileşim yapan fotovoltaik güneş modüllerinin optik ve termal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu etkiyi gözlemlemek için Türkiye'nin Kütahya iline bağlı Tavşanlı ilçesindeki Sekbandemirli kırsal kesimine kurulmuş bir güneş enerjisi santralinde üç yıl süren bir saha projesi ve çalışması yürütülmüştür. Sekbandemirli GES içinde ve dışında belirli noktalara kurulan meteorolojik istasyonlar ile toplanan ilgili hava durumu verileri istatistiksel (ANOVA ve Tukey's HSD), korelasyonel (Pearson ve Spearman), grafiksel (yüzedesel sütun dağılımı, günlük ve aylık çizgi grafikleri ve temsili çizimler) ve simülasyon tabanlı (mikroiklim simülasyon yazılımı ENVI-met) yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir. Bu doğrultuda, Sekbandemirli FV-GES sahasının merkezinde, oluşma sıklığı günlük ve mevsimsel olarak değişen, "geçici" olarak ifade edilebilecek ısı adası oluşumları bulunmuştur. Saha merkezinde kaydedilen hava sıcaklıkları, saha dışındaki referans alınan lokasyonda kaydedilen hava sıcaklıklarına göre çoğunlukla "(-3) - 6°C" arasında farklar göstermektedir. Çoğunlukla geceleri daha az etkili (-3°C'ye kadar) bir soğuma etkisi (negatif FV-IAE) baskın olmasına rağmen, gündüzleri saha merkezinde 6°C'ye varan daha yüksek ortam hava sıcaklıkları, anlamlı olarak belirgin (ve pozitif) FV-IA formasyonlarına işaret etmektedir. Bu tez, içeriğinde kullanılan yöntemler doğrultusunda, FV-IAE konusunda Türkiye'de ve dünyada yapılan ilk çalışmadır.