Güneş Enerjisi Sistemleri

Paneller gün ışığından doğru akım üretiyor, invertör bunu alternatif akıma çevirip binanın kendi panosuna veriyor. Ev ya da iş yeri ürettiği elektriği önce kendisi kullanıyor, artan kısım şebekeye gidiyor. Sistem bir jeneratör değil: ışık varken üretiyor, akşam üretmiyor. Onun için ilk konuştuğumuz şey panel sayısı değil, faturanın gün içine nasıl dağıldığı oluyor.

Kurulumun anlamlı olduğu tablo bellidir. Çatı sizinse, güneye ya da doğu-batı hattına bakan gölgesiz bir yüzeyiniz varsa ve tüketiminizin ciddi kısmı gündüze düşüyorsa iş yürüyor. Eğimli çatıda kabaca her kilovat için beş metrekare civarı boş alan gerekiyor; teras çatıda sıralar birbirini gölgelemesin diye bu alan büyüyor. Depo, atölye, market gibi gündüz çalışan yerlerde üretimle tüketim çok daha iyi örtüşüyor.

Bazı çatılara kurmuyoruz ve bunu keşifte açıkça söylüyoruz. Yalnız kuzeye bakan tek eğimli bir yüzey, gün boyu komşu bloğun gölgesinde kalan bir alan, birkaç yıl içinde yenilenecek bir kiremit örtü ya da taşıyıcısı şüpheli bir sundurma bu gruba giriyor. Kiracıysanız mülk sahibinin yazılı iznini, apartmanda oturuyorsanız kat maliklerinin kararını görmeden işe başlamıyoruz.

Işığın elektrik üretmesi 1839'da Edmond Becquerel'in sıvı içine daldırdığı elektrotlarda gözlediği etkiyle tarihe geçti. Bugünkü anlamda çalışan ilk silikon güneş pili 1954'te Bell Laboratuvarları'nda yapıldı; verimi bugünkü modüllerin epey altındaydı. Çatınıza koyduğumuz panel aynı fiziği kullanıyor, değişen şey hücrenin saflığı, yüzey kaplaması ve üretim ölçeği.

Panelin etiketindeki güç, standart test koşullarında ölçülüyor: metrekareye bin watt ışık, yirmi beş derece hücre sıcaklığı ve tanımlı bir ışık tayfı. Gerçek çatı bu koşullara nadiren uyuyor. Koyu renkli bir çatıda ağustos öğlesinde hücre sıcaklığı altmış dereceyi aşıyor ve sıcaklık yükseldikçe panelin gerilimi düşüyor. Serin ve açık bir nisan gününde anlık üretimin yaz öğlesini geçmesi bu yüzden şaşırtıcı değil.

Yön ve eğim, İstanbul enleminde yıllık üretimi doğrudan belirliyor. Güneye bakan ve otuz-otuz beş derece civarında eğimli bir yüzey yıllık toplamda en verimlisi; doğu-batı yerleşim ise üretimi sabaha ve akşama yayıyor. Gölgede asıl mesele bacanın öğlen nereye düştüğü değil, aralık ayında nereye kadar uzadığı. Keşifte çatının kendisi kadar etrafındaki ağaca, asansör kulesine ve bitişik binanın yüksekliğine bakıyoruz.

Modüller bugün ağırlıklı olarak monokristal hücreli ve yarım kesim yapıda; hücre dizisi ikiye bölündüğü için kısmi gölgede kayıp azalıyor. Arkadaki bağlantı kutusunda by-pass diyotları duruyor, gölgelenen hücre grubunu devre dışı bırakıp panelin tamamen susmasını engelliyorlar. Etikette açık devre gerilimi, kısa devre akımı ve sıcaklık katsayıları yazılı; dizi tasarımını bu değerlerin üstüne kuruyoruz.

Üretilen doğru akımı çevirmek için üç ayrı yol var. Dizi invertörü en yalın çözüm; çatı tek yöne bakıyorsa ve gölge yoksa fazlası gerekmiyor. Çatı birden çok küçük yüzeye bölünmüşse, bu yüzeyler farklı yönlere bakıyor ya da gün içinde gölge alıyorsa panel başına optimizör veya mikroinvertör kullanıyoruz; böylece bir panelin gölgesi diğerlerini aşağı çekmiyor. Batarya ihtimali varsa baştan hibrit invertör seçmek, sonradan sistemi dağıtmaktan ucuza geliyor.

Konstrüksiyon çatı tipine göre değişiyor. Kiremit örtüde kanca doğrudan mertek ya da aşığa vidalanıyor, kancanın çıktığı yerde kiremidin arkasından pay açılıyor ve örtü geri kapanıyor. Trapez sacda contalı özel vida ile alüminyum ray, teras çatıda çoğu zaman deliksiz balastlı ayak sistemi iş görüyor. Bağlantı elemanları paslanmaz seçiliyor; alüminyum rayla bakır iletkenin doğrudan temas etmemesine dikkat ediyoruz, ikisi değerse zamanla korozyon başlıyor.

Paneller arası bağlantıyı UV dayanımlı, çift yalıtımlı solar kabloyla yapıyoruz. Dizi çıkışında DC şalter, DC ve AC tarafta ayrı ayrı aşırı gerilim koruması, panoya giden hatta uygun kesitte kablo ve kaçak akım koruması bulunuyor. Konstrüksiyonu ve modül çerçevelerini topraklama hattına bağlıyoruz. Mevcut sayacı ise dağıtım şirketi söküyor; şebeke bağlantısı tamamlanırken yerine, çekilen ve verilen enerjiyi ayrı ayrı ölçen çift yönlü bir sayaç takıyor.

Şebekeye bağlanacak bir kurulumda iş montajla değil, başvuruyla başlıyor. Bölgedeki dağıtım şirketine, tüketim tesisinin abonelik bilgileri ve mülkiyet ya da izin belgeleriyle bağlantı başvurusu yapıyoruz. Şirket şebekenin o noktadaki durumunu değerlendirip olumlu görüşünü çağrı mektubuyla bildiriyor. Mevzuat zaman zaman değişiyor; başvuru anında yürürlükte olan usule göre ilerliyoruz.

Çağrı mektubundan sonra sistemin projesi hazırlanıp onaya sunuluyor, onay çıkınca montaja geçiliyor. Kurulum bittiğinde geçici kabul, bağlantı anlaşması ve sayaç değişimi sırayla geliyor; bu adımlar tamamlanmadan sistem şebekeye enerji veremiyor. Takvimin bir bölümü bizim elimizde değil, dağıtım şirketinin işleyişine bağlı — baştan bunu söylüyoruz.

Ne kadar güç kuracağımıza faturaya bakarak karar veriyoruz. Evde gündüz kimse yoksa üretimin büyük kısmı şebekeye gidiyor ve mahsuplaşma kuralları belirleyici oluyor; iş yerinde üretim doğrudan kendi yükünüzü besliyor. Son bir yılın tüketim dökümünü, abone grubunu ve varsa üç fazlı bağlantı gücünü birlikte okuyoruz.

İlk hata rüzgârı hesaba katmamak. Fırtınada paneli zorlayan şey üstten bastırma değil, alttan yukarı doğru emme; bu emme çatının ortasında değil, kenar ve köşe bölgelerinde en yüksek değere çıkıyor. Kanca aralığını çatının her yerinde aynı bırakmak malzemeden kazandırıyor ama bir kış fırtınasında rayı yerinden söküyor. Kenar ve köşe sıralarında bağlantı sayısını artırıyor, ray uçlarını konsol gibi boşta bırakmıyoruz.

Dizi tasarımında en sık atlanan değişken soğuk hava. Panelin açık devre gerilimi sıcaklık düştükçe yükseliyor; yazın sorun çıkarmayan bir dizi, ocak sabahında invertörün izin verdiği en yüksek DC gerilimini aşabiliyor. Kablo kesiti de aynı hikâye: uzun DC hattında ince kablo, gözle görülmeyen ama her gün süren bir kayıp demek.

Konnektörler küçük parçalar, sorunun büyük kısmı onlardan çıkıyor. Farklı üreticilerin konnektörleri birbirine geçiyor ama tam oturmuyor, temas direnci artıyor ve zamanla ark riski doğuyor; aynı tipte konnektör kullanıp kendi pensesiyle sıkıyoruz. Kabloyu sacın keskin kenarından geçirmek, çatıda serbest sarkıtmak ve kelepçesiz bırakmak da yalıtımı birkaç kışta bitiren alışkanlıklar.

Keşifte çatıya çıkıyoruz. Yüzeyi ölçüyor, yönü pusulayla belirliyor, eğimi alıyoruz; bacayı, çatı çıkışını, ağaç ve komşu bina gölgelerini not ediyoruz. Aşık aralığına ve kiremidin altındaki ahşabın durumuna bakıyoruz. Panonun, sayacın ve invertörü asacağımız duvarın yerini de aynı ziyarette belirliyoruz.

Yerleşimi çizerken panellerin arasına ve çatı kenarlarına servis boşluğu bırakıyoruz; kenara dayalı dizilmiş bir sistemin bakımı sonradan yapılamıyor. Kablo güzergâhı çatıdan panoya en kısa ve korunaklı hattan geçiyor, dışarıda kalan kısım UV dayanımlı boruya alınıyor. İnvertörü doğrudan güneş almayan, havalanan bir yere asıyoruz; sıcak bir duvarda invertör yaz öğlesinde kendi gücünü kısıyor.

Montaj günü çatıda emniyet kemeri ve bağlantı noktası olmadan çalışmıyoruz. Kiremitleri kırmadan söküyor, iş bitince yerine oturtuyor, vidaladığımız her noktayı contalıyoruz. Delme yaptığımız yerde tozu anında topluyor, saçak altını ve bahçeyi örtüyoruz. Malzemeyi çatıya çıkarmadan önce alt kattaki dairelere çalışma saatini bildiriyoruz.

Devreye almadan önce her dizinin açık devre gerilimini ve kısa devre akımını ölçüp beklediğimiz değerle karşılaştırıyor, izolasyon direncini ve topraklama sürekliliğini ölçü aletiyle kontrol ediyoruz. İnvertör ayarlarını yapıyor, izleme uygulamasını telefonunuza kuruyor ve hangi ekranda ne göreceğinizi birlikte açıyoruz. Panodaki DC ve AC kesicilerin yerini etiketliyoruz; bir teknisyen ya da itfaiye geldiğinde sistemi nereden ayıracağını görüyor. Ambalajları, kablo artıklarını ve söktüğümüz parçaları yanımızda götürüyoruz.