- Empty cart.
- Continue Shopping
Güneş Enerji Santrallerinde Işınım: POA, DHI, DNI ve GHI Nedir?
Güneş enerji santrallerinde performans değerlerinin izlene bilmesi için güneşten gelen ışınımın sensörler ile nasıl ölçülmesi gerektiği ve sensörlerin konumlandırmasının nasıl yapılacağı PV tesis için önemlidir. Bu kapsamda POA, DHI, DNI ve GHI güneş ışınım türlerini ayrıntılı şekilde inceleyeceğiz.
Güneş Işınımı (Solar Irradiance) Nedir?
Güneş ışınımı, Güneş’ten gelen elektromanyetik enerjinin yeryüzüne düşen kısmı yani güneş ışığı miktarıdır. Genellikle her bir metrekarede watt (W/m²) cinsinden ölçülür.
Güneşten çıkan ışınım, yeryüzüne ulaşana kadar geçen sürede atmosferdeki birtakım etkenlere çarparak saçılır veya yansıma meydana gelir. Bu nedenle yeryüzüne düşen ışınım birden çok bileşenden oluşmaktadır.
Güneş ışınımı bir bölgenin güneş enerjisi potansiyelini belirleyen en temel faktördür. Bir GES’in ne kadar elektrik üreteceği büyük ölçüde o bölgeye düşen yıllık güneş ışınımına bağlıdır.
Işınım türleri:
- DNI (Direct Normal Irradiance)
- DHI (Diffuse Horizontal Irradiance)
- GHI (Global Horizontal Irradiance)
- POA (Plane of Array Irradiance)
Yüksek ışınım değerine sahip bölgelerde aynı kapasitedeki sistemler daha fazla enerji üretir.
DNI (Direct Normal Irradiance) Nedir?
DNI, güneş ışınının güneşten yeryüzüne doğrudan gelen bileşenidir. Bu nedenle yalnızca direkt ışınımı içerir, difüz ışınımı içermez. Yoğun, direkt radyasyonun ölçümüdür. CSP (Concentrated Solar Power) ve güneş takipli PV sistemlerde kritik parametredir.
DNI Ölçümü Nasıl Yapılır?
Güneşten gelen direk normal ışınımı değerini ölçmek için Pyrheliometer kullanılır. Pyrheliometer, dar açılı optik tüp vardır. bu tüp sadece güneşten gelen direk ışınımı içeri toplar. Sensör genel olarak termopil ile gelen enerjiyi ölçerek W/m2 olarak çıkış sinyali üretir.
Pyrheliometer, genelde güneş kaynak haritalama, solar tracker sistemlerinde kullanılır ve DHI ölçümü yapabilen tek sensördür. Sabit duramaz güneşi gün boyunca takip etmesi gerekir.
DHI Nasıl Hesaplanır?
Formül:
DNI= ( GHI – DHI ) / cos( θz )
- GHI: Global Horizontal Irradiance (Tolam Yatay Işınım)
- DHI: Diffuze Horizontal Irradiance (Difüz Yatay Işınım)
- θz : Zenit Açısı (Güneşin Dikey Eksene Göre Açısı)
Örnek Hesaplama:
- GHI = 800 W/m2
- DHI = 200 W/m2
- θz = 30° → cos(30°) ≈ 0.866
DNI=( 800−200 ) / 0.866 ≈ 693 W/m2
DHI (Diffuse Horizontal Irradiance) Nedir?
DHI, yeryüzüne güneşten doğrudan gelmeyen güneş ışınımıdır. Güneşten gelen ışınım bulutlara, havadaki moleküllere, toz ve diğer etkenlere çarpması sonucu dağılarak yeryüzüne saçıldıktan sonra yatay yüzeye gelen difüz (yayılmış) ışınım bileşenidir. Birimi W/m²’dir.
Özellikle bulutlu veya puslu havalarda doğrudan ışınım azalırken, DHI oranı artar. Bu nedenle DHI, güneşin doğrudan görünmediği durumlarda bile enerji üretiminin devam etmesini sağlar.
DHI Ölçümü Nasıl Yapılır?
Piranometre ile ölçüm yapılabilir ancak ek aparatlar ile desteklenerek doğrudan güneşten gelen ışınımın engellenmesi ve çevreden saçılan ışınımı toplayacak şekilde gölgelenmesi gerekmektedir.
Gölgeleme yapmak için:
- Shading Ring (Gölgeleme Halkası),
- Shading Ball (Gölgeleme Topu) kullanılarak direk ışınım kesilir, gölgeleme sağlanarak difüz (yayılmış) ışınım ölçümü gerçekleştirilir.
DHI Nasıl Hesaplanır?
Formül:
DHI=GHI – DNI x cos( θz )
- GHI: Global Horizontal Irradiance (Tolam Yatay Işınım)
- DNI: Direct Normal Irradiance (Direk Normal Işınım)
- θz : Zenit Açısı (Güneşin Dikey Eksene Göre Açısı)
Örnek Hesaplama:
- GHI = 800 W/m2
- DNI = 600 W/m2
- θz = 30° → cos(30°) ≈ 0.866
DNI= 800 − 200 x 0.866 ≈ 626,8 W/m2
GHI (Global Horizontal Irradiance) Nedir?
GHI, yatay bir yüzeye gelen toplam güneş ışınımını ifade eder yani doğrudan ışınım (Direct) ve dağınık ışınım (Diffuse) ın toplamına eşittir. Bu da bize yeryüzünde düşen, yansıyan ve dağılan tüm ışınımların toplamı hakkında veri almamızı sağlar.
GHI Türkiye’de en yaygın ölçülen ışınım verisidir. Meteoroloji istasyonlarının çoğu GHI sensörü kullanır. Bir bölgenin güneş enerjisi potansiyelini belirlemede en temel veri GHI’dir. Bir GES projesinin yapılabilirlik analizinde ilk bakılan parametrelerden biridir. Buradan Visionsen markamıza ait GHI (Global Horizontal Irradiance) ışınım türüne sahip piranometremizi tüm teknik detaylarıyla birlikte inceleyebilirsiniz.
GHI Ölçümü Nasıl Yapılır?
PV tesiste, yatayda ve panel düzleminde yerleştirilir. Panellere gelen toplam güneş radyasyonunu tam olarak ölçülmesi sağlanır.
GHI Nasıl Hesaplanır?
Formül:
GHI = DNI x cos( θz ) + DHI
Örnek Hesaplama:
- DNI = 800 W/m2
- DHI = 150 W/m2
- θz = 30° → cos(30°) ≈ 0.866
GHI = ( 800 x 0.866 ) + 150 ≈ 843 W/m2
POA (Plane of Array Irradiance) Nedir?
POA, güneş panelinin yüzeyine (panel eğimi ve yönelimine göre) gelen toplam ışınımdır.
POA = Direkt bileşen + Difüz bileşen + Yansıyan bileşen (Ground-reflected)
PV panelin üretebileceği enerji için en doğru ışınım göstergesidir. Panel eğimi, yönü, albedo gibi gerçek çalışma koşullarını içerir. Simülasyon programlarının ana girdisidir.
Buradan Visionsen markamıza ait PERC ışınım sensörümüzü tüm teknik detayları ile birlikte inceleyebilirsiniz.
POA Neden Önemlidir?
GES üretiminde en doğru tahmin parametresidir. Panel performans analizi yapılarak PR (Performans Ratio) hesaplanmasında kullanır. Bu sayede inverter ve sistem kayıplarının analizinde kritik öneme sahiptir. GHI teorik iken, POA gerçek değerdir.
POA Ölçümü Nasıl Yapılır ve Nasıl Hesaplanır?
POA, panel yüzeyine gelen gerçek ışınım miktarıdır. Bu nedenle panel yüzeyine paralel olarak montajı gerçekleştirilir ve panel verimliliği hakkında önemli veriler elde etmemizi sağlar.
Formül:
POA=DNI x cos(θi) + DHI x Fsky + GHI x ρ x Fground
- DNI : Direkt ışınım
- DHI : Difüz ışınım
- GHI : Toplam yatay ışınım
- θi : Işının panel yüzeyine geliş açısı
- ρ : Zeminden yansıyan (albedo)
- Fsky ve Fground : Geometrik faktörler (panel açısına bağlı)
Örnek Hesaplama:
- DNI = 850 W/m2
- DHI = 120 W/m2
- GHI = 900 W/m2
- θi = 25° → cos(25°) ≈ 0.906
- ρ = 0.2 (toprak zemin)
- Fsky ≈ 0.9
- Fground ≈ 0.1
POA = 850 x 0.906 + 120 x 0.9 +900 x 0.2 x 0.1 ≈ 896 W/m2
