12 Nisan 1996 yılında Prof. Dr. Şener OKTİK başkanlığında kurulan Muğla Üniversitesi Temiz Enerji Kaynakları Araştırma ve Geliştirme Merkezi, Muğla Üniversitesi Kampusu içerisinde bölgeye ait güneş enerjisi potansiyelini belirleme çalışmalarına 1998 yılında başlamıştır.
Türkiye’nin güney-batısında, Akdeniz ile Ege’nin kesiştiği noktada, 37.12º kuzey enlemi ve 28.21º batı boylamında 646 m yükseklikte yer almaktadır. Yatay yüzeye gelen güneş ışınımı değerleri, Fen-Edebiyat Fakültesi Laboratuar Bloğu çatısında bulunan Kipp&Zonnen CM11 tipi piranometre kullanılarak ölçülmektedir. Aralık ve Ocak aylarında 9.5 saatin üzerinde bir güneşlenme süresi ölçülmüşken Haziran ve Temmuz aylarında bu değerler 14 saatin üzerine çıkmaktadır. Birim alana düşen aylık toplam güneş enerjisi değerleri yatay yüzeyde en az güneş enerjisinin geldiği zaman olan kış aylarından Aralık ve Ocak için 50kWh ve en fazla güneş enerjisinin geldiği yaz aylarında Haziran ve Temmuz için 200kWh’ın üzerine çıkmaktadır. Ölçülmüş olan güneş enerjisi değerleri, 3,6kWh/m2 gün olan Türkiye ortalamasının oldukça üzerinde olup 4,9 kWh/m2 gün olarak hesaplanmıştır. Yatay yüzeyde ölçülmüş güneş enerjisi değerleri kullanılarak birçok güneş enerjisi uygulamasında gerekli olan eğimli yüzeylere gelen güneş enerjisi değerleri de hesaplanmıştır.
Son yirmi yıldaki Fotovoltaik sistem teknolojisindeki gelişmeler ile fotovoltaik sistem uygulamaları telekomünikasyon ve uzay çalışmaları ile sınırlı kalmayıp otonom sistem (şebeken uzak yerlerde kurulan kendi kendine yetebilen sistemler) ve şebekeye bağlı sistemler olarak daha yaygın bir kullanıma ulaşmış olması ve güneş enerjisi açısından şanslı bir konumda bulunan ülkemize bu gelişmiş teknolojinin taşınması için 2000 yılında yapılan simülasyon çalışmaları sonuçlarına dayanarak bir pilot proje başlatılmıştır.
2001 K 120930, numaralı “54 kW Gücündeki Şebekeye Bağlı Fotovoltaik Sistemin Muğla Üniversitesi Kütüphane Çatısına Entegrasyonu” isimli DPT projesi ile dört aşamalı olarak Muğla Üniversitesi yerleşkesi içerisine toplam gücü 54kW olan fotovoltaik sistem kurulmuştur.
Projenin birinci aşamasında; Muğla bölgesinde ve Türkiye’de maliyet ve verimlilik yönünden ön plana çıkacak güneş pili tipini belirleyebilmek için farklı teknolojilerle üretilmiş dünya piyasasında öne çıkan sırasıyla Tek Kristal Silisyum, Çok Kristal Silisyum, İnce Film Amorf Silisyum ve CdTe ince film güneş pillerinden oluşan 10kWp (standart test koşulları, STC: 1000W/m2 güneş ışınımı ve 25ºC hücre sıcaklığında) gücünde güneş pili sistemi Merkez Kütüphane Çatısı’na kurulmuştur. Sistem, yüzeye gelen güneş enerjisi değerine göre açık günlerde 60kWh, tamamen kapalı günlerde ise 3kWh kadar elektrik enerjisi üreterek şebekeye aktarabilmektedir. Yaz aylarında Kütüphane binası’ndaki soğutma sistemleri tam kapasiteyle çalıştığı durumlarda günlük elektrik ihtiyacının yaklaşık %10’u güneş enerjisinden üretilen elektrik enerjisi ile karşılanabilmektedir.
Güneş pillerinin performansının incelenebilmesi için karakteristik özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla Kütüphane çatısı’na bu sistemin yanına çok kanallı bir ölçüm sistemi 2003 yılında kurulmuştur. Güneş pilleri veya modül gruplarının 20 kanallı röle kutusuna yük ve hassasiyet bağlantıları yapılarak dört noktadan ölçüm yöntemiyle akım-gerilim eğrileri çok kısa bir süre içerisinde alınarak veriler bilgisayarda daha sonra incelenmek üzere depolanabilmektedir.
54kW lık Fotovoltaik sistemin ikinci aşamasında Merkez kütüphane çatısında kullanılabilir daha fazla alan kalmadığı için Muğla Üniversitesi Yerleşkesi içerisinde bulunan “Türk Evi” öğrenci kafeteryasının çatısı 2003 yılında güneş pilleriyle kaplanmıştır. 25,6kWp kurulu güce sahip bina entegreli şebeke bağlantılı sistem ile yıllık toplam 35.000kWh’in üzerinde elektrik enerjisi üretilerek şebekeye aktarılmaktadır. 2005 yılı sonunda sistemin kurulumundan itibaren 30 ayda üretmiş olduğu toplam elektrik enerjisi 89.000kWh değerinin üzerindedir.
2004 yılında Projenin üçüncü aşamasında 15kW güce sahip hibrit bir fotovoltaik sistemin kurularak Üniversite giriş kapısı önünde bulunan havuzların su pompalarının beslenmesi amaçlanmış ve güneş pillerinin yerleşimi için en uygun alan olarak Muğla Üniversitesi Kongre Merkezi karşısındaki otopark alanı seçilmiştir. Hibrit olarak planlanan sistem halen şebeke ile uyumlu olarak çalışmakta olup şu anda sadece fotovoltaik kısmı devrededir, dizel jeneratör ve rüzgâr jeneratörü testleri henüz gerçekleştirilmemiştir. Mevcut haliyle sistem 2 saat otonom süresine sahiptir.
Otopark alanının kuzey köşesine hibrit sisteme ait enerji girişleri, çevirici-denetleyici sistemi, enerji depolama birimleri, sisteme ait tüm verilerin alındığı ve depolandığı, test ve ölçüm birimleri bulunmaktadır. Sistemde toplanan veriler bilgisayar ortamında tutulmaktadır. Elde edilen tüm verilerin Kütüphane çatısı ve Türk evi çatısında konuşlandırılmış sistemler de dâhil olmak üzere bir merkezde toplanarak internet üzerinden paylaşımcılara açılması amaçlanmaktadır.
Projenin dördüncü ve son aşamasında, toplam 4kWp güce sahip 75Wp ve 85Wp tek kristal ve çok kristal silisyum güneş pilleriyle Muğla Üniversitesi yerleşkesi içerisinde çeşitli noktalara bağımsız aydınlatma direkleri yerleştirilmiştir. Her birinde 60 adet LED (ışık yayan diyot) bulunan 80 adet lamba 40 adet direğe bağlanmış, 10 adet direk Muğla Üniversitesi Sıtkı Koçman Köprüsü üzerine yerleştirilerek halka teşhiri sağlanmıştır. 17 adet direk üniversite yerleşkesinde bulunan orman içerisindeki su deposu gibi kör noktalara yerleştirilmiştir. 23 direk de lojmanlar yanında bulunan koşu yolunun aydınlatılmasında kullanılmıştır.
Projenin tamamlanmasıyla Muğla Üniversitesi Yerleşkesi Fotovoltaik Sistemler konusunda 2005 yılında Türkiye’deki en büyük teknopark haline getirilmiştir.
Dış ortamdaki hava durumunun ve bulunulan çevredeki rüzgar potansiyelinin belirlenebilmesi için Merkez Kütüphane çatısına bir meteoroloji istasyonu kurulmuştur. Meteoroloji istasyonuyla güneş pillerinin performansını belirlemede kullanılan çevre sıcaklığı, rüzgar hız ve yönü, bağıl nem ve basınç ölçülmektedir. Ölçülen değerler Ammonit marka veri toplama ve depolama ünitesinde saklanarak işlenmek üzere bilgisayara aktarılmaktadır.
Çeşitli yarıiletken numunelerin elektriksel özelliklerinin incelenmesi Fizik Bölümü araştırma laboratuarlarında HP 4192A empedans analizörü ve HP 3478 voltmetre kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
Muğla Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenen ve devam eden bir başka proje ile de Muğla üzerindeki güneş ışınımın tayfsal değişimi ölçülmeye çalışmaktadır. Muğla sınırları içerisinde linyit kömürüne dayalı termik santrallerden açığa çıkan ve çevreye yayılan gaz ve parçacıkların çevre kirliliğine olan etkisini güneş ışınımının değişik dalga boylarındaki tayfsal analizi yoluyla belirleyebilmek mümkündür. Ölçümlerde, 200-1100nm aralığında her biri farklı dalgaboyu aralıklarında ölçüm alabilen sekiz bölümden oluşan S2000 spektrometre kullanılmaktadır. Muğla üzerinde bulunan toplam O3, NO2, SO2, O2 ve aerosollerin dağılımının günlük ve aylık değişimler gösterdiği gözlenmiş, Muğla yöresindeki termik santrallerin bu değişimlerdeki etkisi olası bulunmuştur.
Güney Ege, Muğla İklim Koşullarında Güneş Enerjisi Kondenzasyonlu
Sistemiyle Çalışan Otomatik Kontrollü Kereste Kurutma Tesisinin Tasarımı, Kurulumu ve Kurutma Ekonomisinin Araştırılması isimli bir DPT projesi kapsamında 40 m3 iç hacme sahip, 40 m2 havalı güneş kollektörü yüzeyli yıllık 300 m3 kereste kurutabilme kapasitesine sahip bir kereste kurutma tesisi kurulması planlanmıştır. Bu projede, ısı pompası yardımıyla fırın kazançlarını artırılması ve katı atık yakıt takviyesi ile kış aylarında da kurutma yaparak malzeme deformasyonlarının en aza indirilmesi, çakıl deposu kullanılarak enerji kullanım etkinliğinin artırılması amaçlanmış olup teçhizatın montajı tamamlanmış ve 2006 yılı içerisinde deneysel verilerin alınmasına başlanacaktır.
Güneş ısıl toplaçlarının, elektrik enerjisi elde edilmesinde de kullanılan TEC (Thermoelectric Collectors) sistemleri ile fotovoltaik hibrit diye adlandırılan elektrik üretiminin ön planda olduğu ve yan ürün olarak ısı enerjisinin üretildiği sistemler (PVHC), kojenerasyonun iki değişik amaçlı kullanımını belirtmektedir. 54 kWp şebeke bağlantılı fotovoltaik güç sistemleri çalışmalarına böylece kojenerasyon uygulaması ve ısı enerjisinin geri kazanımı yolu ile birleşik verimliliklerinin arttırılması ile Araştırma Fonu tarafından desteklenen bu proje ile yeni bir boyut eklenmiş olacaktır.
Yükselen fotovoltaik modül sıcaklıklarının verimliliğe olan negatif etkilerinin azaltılması ve ısı-geri kazanımının sağlanması yoluyla mevcut uygulamalara yönelik verimliliği artırmak bu projenin amacını oluşturmaktadır. Bunun için kurulacak test düzeninde aynı koşullarda çalışan; fotovoltaik modül ile fotovoltaik-kojenerasyon paneli birlikte test edilerek kojenerasyon sisteminin getirdiği farklar ekserjik analizlerle belirlenecektir. Maliyet/Fayda analizleri ile sistem optimizasyonu yapılacak böylece deney sonuçlarının daha büyük ve kapsamlı uygulamalar için temel oluşturması sağlanacaktır. İnşaat sektörünün halen motor güç olduğu ülke ekonomisinde “güneş kiremitleri” ve HVAC-entegre güneş kojenerasyon uygulamalarının önü açılacak ve bu sektörlere yeni boyutlar eklenmiş olacaktır.
