DESIGNING A SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER PLANT BY USING PV SYSTEM IN MOSUL

Abstract

ABSTRACT

The demand for energy has increased as it is expected that the demand for energy in the world will grow by 41% during the next 20 years. environmental problems and energy crises are increasing day after day. Renewable energy is one of the best solutions for this problem, many countries around the world developed their ability in order to benefit from renewable sources to fill the shortage of energy. Photovoltaic energy is one of the Renewables emerging. The demand for solar PV energy is expanding significantly and may become the most competitive choice in many countries. As a result of the rising of conventional fuels utilized in the generation of energy, utilized of conventional fuels generation of energy leads to gas emissions like as (carbon dioxide, Nitrogen oxide, and Sulphur oxide), which cause damage to the atmosphere. One of the advantages of photovoltaic energy is that it is environmentally friendly, there are no outputs from the energy production process compared to gases from the energy production process by traditional fuels, energy production by photovoltaic energy is not accompanied by noise, the absence of mechanical movement led to a decrease in the cost of operating and maintaining Photovoltaic systems. The life span of Photovoltaic systems is between 25-30 years. The increase in R&D (research and Development) in the sector of Photovoltaic energy and the technological development taking place in this sector contributed significantly to the decrease in the prices of its components, which led to its widespread use in the domestic, industrial, and agricultural fields. Iraq suffers from a great shortage of electrical energy. During the past five years, the Iraqi Government started serious steps to produce electrical energy using renewable energies specifically electrical energy generation from solar photovoltaics.

In this thesis, a 100 MW –capacity Photovoltaic station was designed in the city of Mosul using PVSYST simulation software. The annual global horizontal irradiation rate for the site is 1825. The tilt angle of the solar panels was calculated for each of the year's months, and since the system to be installed is a fixed system. The simulation program determined the optimal Tilt angle. Several photovoltaic panels were calculated (total Panels needed), and the No. of panels in the series, and the No. of panels in the parallel string were calculated, the appropriate inverter was selected for the system, the collector box was also selected, the DC cables sections area are calculated also the AC cables sections area are calculated.

The annual Energy for PV array determined by the PVSYST it is equal to 181136 MWh also The Annual Energy exported to the grid is equal to 178352 MWh, also yield factor performance ratio, and capacity ratio are determined.

ÖZET

Önümüzdeki 20 yılda dünyadaki enerji talebinin % 41 oranında artması beklentisi ile birlikte çevre sorunları ve enerji temin krizleri de günden güne artmaktadır. Yenilenebilir enerji teknolojileri bu aşamada en iyi çözüm yöntemlerinden birisi olarak ülkelerin enerji açığını kapatmasına bir fırsat olarak görülmektedir. Fotovoltaik enerji, yenilenebilir enerji yöntemlerinden kendisine talebin önemli ölçüde genişlediği ve birçok ülkeye rekabetçi olma fırsatı sunan teknoloji olarak öne çıkmaktadır. Enerji üretiminde kullanılan konvansiyonel fosil yakıtların atmosfere zarar veren (karbon dioksit, Azot oksit ve kükürt oksit) gaz emisyonlarına yol açtığı bilinmektedir. Bu sebeple, fotovoltaik enerjinin çevre dostu olması, geleneksel yakıtlarla enerji üretim sürecinden çıkan gazlara kıyasla enerji üretim sürecinde hiçbir zararlı çıktı olmaması, enerji üretimine gürültü eşlik etmiyor olması, mekanik enerji hareketinin olmaması, işletme ve bakım maliyetinde düşüşe neden olması önemli avantajlar olarak görülmektedir. Fotovoltaik sistemlerin ömrü 25-30 yıl arasında olduğu hesaplanmaktadır. Fotovoltaik enerji sektöründe Ar-Ge (araştırma ve geliştirme) artışı ve bu sektörde meydana gelen teknolojik gelişme, bileşenlerinin fiyatlarının düşmesine önemli ölçüde katkıda bulunmuş, bu da evsel, endüstriyel ve tarımsal alanlarda yaygın olarak kullanılmasına yol açmıştır.

Günümüzde Irak, büyük bir enerji arzı darboğazı sıkıntısı çekmektedir. Geçtiğimiz beş yıl boyunca Irak Hükümeti, yenilenebilir enerjileri, özellikle Fotovoltaik Güneş enerjisi yöntemi ile elektrik üretimi için ciddi adımlar atmaktadır.

Bu tezde, Musul şehrinde PVSYST simülasyon yazılımı kullanılarak 100 MW kapasiteli bir Fotovoltaik Güneş Enerji Santrali tasarlanmıştır. Musul şehrinin yıllık global yatay güneşlenme oranı 1825'tir. Kurulacak sistem sabit montaj bir sistem olduğundan güneş panellerinin eğim açısı yılın her ayı gözetilerek optimize edilmiştir. Simülasyon programı yardımıyla optimum eğim açısı belirlenmiştir. İhtiyaç duyulan fotovoltaik panel sayısı hesaplanırken, seri bağlanan panel sayısı ve aynı eviriciye bağlanan panel dizisi sayısı da belirlenmiştir. Tasarlanan sistem için en uygun evirici ve toplayıcı kutusu belirlenmiştir. Ayrıca kullanılacak DC kablo ve AC kablo için optimum kesit alanı hesaplanmıştır PVSYST tarafından belirlenen fotovoltaik dizi sistemi ile tasarlanan Güneş Enerjisi Santralinin yıllık enerji üretimi 181136 MWh olarak hesaplanmıştır. Bu miktarın 178352 MWh’I şebekeye verilebileceği belirlendiğinden systemin verim faktörü performans oranı ve kapasite oranı da belirlenmiştir.