Güneş enerjisi santralleri kurulumlarının genel olarak arazide uygulandığı düşünülsede çatı uygulamaları da giderek yaygınlaşmaya başladı. Günümüzde kurulu güneş enerjisi santrallerinin yaklaşık %20’ ini ise çatı tipi güneş enerjisi santralleri oluşturmaktadır Bu da yıldırım düşme riskini arazi şartlarına göre ciddi şekilde arttırmış durumda.

Yıldırımın oluşturduğu riskler, sadece doğrudan yıldırım düşmesi değil, yıldırımın topraktan yayılması veya şebekeden gelen darbeler olarakta karşımıza çıkmaktadır. Diğer uygulamalarda olduğu gibi çatı tipiş güneş enerjisi santrallerinde de yıldırımdan korunma sistemlerini; dış yıldırımlık, iç yıldırımlık (ag parafudr), eş potansiyel ve topraklama olarak 4'lü sistem şeklinde düşünmek gerekir. 

 

Çatı tipi güneş santrallerinde 3 farklı metodla doğrudan yıldırım çarpmasına karşı koruma yapabilirsiniz. Bunlar;

1-) Panel arkasından uzun yakalama uçları ile koruma açısı oluşturarak Faraday Kafesi Yöntemi: Tesis yüzeyinde bir faraday sistemi oluşturulur.
2-) Panel üzerinden kısa yakalama uçları ile koruma açısı oluşturma: Bu yöntemde her panel eşpotansiyel sisteme dahil edilir.
3-) Saha alan koruması: OBO Bettermann, izoleli yıldırım yakalama direkleri ile alan koruması yapılması-ring hat ve eşpotansiyel sistem büyük önem taşımaktadır.

Hangi sistemin seçileceğine ise uygulayacılar tarafından yerinde keşif ve projelendirme sonucunda karar verilmelidir. Bu noktada proje maliyeti ve uygulamanın panellere gölge oluşturmaması da önemli bir diğer konudur.

►İlginizi Çekebilir: İsCon | İzolasyonlu Yıldırım İniş İletkeni

 

Bir diğer dikkat edilmesi gereken nokta ise, yıldırım iniş iletkenleri toprağa indirilirken eğer S mesafesi bırakılamıyorsa, izoleli bir şekilde inmesi gerektiğidir. Aksi halde yıldırım çevresindeki yapıya zarar verebilir.



 

Çatı sistemlerinde de yine benzer şekilde AG parafudr kullanılması hassas santral bileşenlerinin korunmasında önemlidir. Hem DC hem de AC hatlar Tip 1+2 AG parafudrla korunma altına alınmalıdır. Özellikle inverterların korunması ayrıca önem verilmelidir. İnvertör girişinde DC, çıkışında AC parafudr kullanılabilir. Data ve haberleşme hatları uygun Tip 3 parafudrla korunmalıdır.

►İlginizi Çekebilir: Parafudr'lar Nasıl Seçilmelidir? Kriterler Nelerdir? 

 

Topraklama sistemimin standartlara uygun bir biçimde inşa edilmesi ve mühendislik hesaplamalarının yapılması oldukça önemlidir. Kullanılan ürünler, doğru seçilmeli ve ilgili standart değerini sağlamalıdır. Çatı sistemleri zorlu hava koşullarına maruz kalacağı düşünülerek, topraklama ürünlerinin uzun ömürlü olması ve korozyon oluşturmamasına dikkat edilmelidir. Topraklama sistemlerinde önemli bir konu ise eş potansiyel kavramına dikkat edilmediğidir. Potansiyel dengeleme kavramı ihmal edilerek tesislerin farklı bölümleri birbirinden bağımsız topraklanmaktadır. Oysaki doğru olan tesisin topraklama sisteminin eş potansiyel baraya bağlanmasıdır. Bu sayede işletmenizde herhangi iki nokta arasında oluşabilecek gerilim engellenir ve tüm topraklama korumaları arasında eş potansiyel sağlanır.

Çatı Tipi Güneş Enerjisi Santrallerinde Dikkat Dilmesi Gereken Diğer Konular 

► Çatı tipi santraller için bir diğer risk unsuru ise elektrik kaçakları, ters akım ve topraklama direncidir. Her bir panelde iki adet kablo bağlantısı olmak üzere 1000 kW’ lık (1 MW) bir santralde ortalama 80.000 adet kablo bağlantı noktası bulunmaktadır. Herhangi bir düğüm noktasında oluşabilecek temassızlık vb. bir durumda panellerde üretilen DC akım konstrüksiyon üzerinden yapının her noktasına ulaşabilecektir. Bu durum, ark oluşumuna, yangına ve elektrik yaralanmalarına sebep olabilmektedir. Bu tür durumların önüne geçilebilmesi adına hem panellerin hem de konstrüksiyonun topraklama hattı ile ilişkilendirilmesi ve inverter dağıtım panolarında kaçak akım rölesi imalatlarının yapılması gerekmektedir.

► Herhangi bir işletmenin çatı kısmında güneş enerjisi santrali imalatı yapılmadan önce planlanması gereken en önemli kriterlerden biri de işletmenin mevcut enerji altyapısıdır. Mevcut altyapının bakımsız ve yetersiz olması, santral kurulumu akabinde oluşacak ekstra yüklere karşı problem teşkil edecektir. Özellikle çatı kısımlarında yer alan aydınlatma / iklimlendirme sistemlerinin mevcut elektrik / data kablolarının olabildiğince tek hat üzerinden dağıtılması ve kablo tavaları içerisine alınması gerekmektedir. Bu kapsamda mevcut hatlara en uzak noktaya da fotovoltaik panel kablolarının imal edilmesi önemlidir.




► Çatı tipi ya da zemine monteli güneş enerjisi santrallerindeki bir diğer önemli risk faktörü ise inverterlerdir. Akşam / gece saatlerinde de atmosferde ışınım olduğu için paneller sürekli enerjili olup bu enerji de inverterler ile ilişkilidir. Bu saatlerdeki enerji miktarı, enterkonnekte sisteme (şebeke) aktarılacak miktarlarda olmadığı için inverterler az da olsa yüklü olarak bekleme konumundadır. Dolayısıyla inverterlerin bakımlı ve sürekli izlenebilir olması önem arz etmektedir. Tüm santrallerde otomasyon (scada) sistemleri bulunmaktadır. Bu sistemlerin sürekli olarak konusunda uzman işletmeciler tarafından izlenmesi ve sistemin verdiği uyarılara karşı aksiyon alınması gerekmektedir.


► Çatı tipi güneş enerjisi santrallerinde dikkate alınması gereken diğer bir risk unsuru ise dolu riskidir. Dolu olasılığı şehir içinde bulunması sebebiyle çatı tipi santrallerde, arazi tipi santrallere göre oldukça yüksektir.

Çatı Tipi Güneş Enerjisi Santrallerinin İmalat Tekniği

Standart güneş enerjisi santralleri açık arazide konumlandırılmaktadır. İmalat tekniği gereği santraldeki tüm fotovoltaik panel inverter, saha dağıtım kutuları, ana dağıtım panosu, trafo, orta gerilim hücreleri vb. elemanların tüm mekanik yükleri zemin tarafından absorbe edilmektedir. Çatı tipi güneş enerji santrallerinde tüm bu yükler, mevcut çatının taşıyıcı elemanlarına etki etmektedir.

Bilindiği üzere konut veya işyerlerinin çatı kısımları, ilgili bölgenin rüzgar / kar vb. atmosferik etkilerine karşı dizayn edilmektedir. Bu etkiler dışında başkaca bir yük dikkate alınmamaktadır. Bu nedenle çatıya etki edebilecek herhangi bir ekstra yük, risk teşkil etmektedir. Standart bir fotovoltaik panel (270 W) 18 kg ağırlığında olup bir adet panelin monte edileceği çatı tipi konstrüksiyon ağırlığı ise ortalama 15 kg seviyelerindedir. Basit bir hesap ile 1000 KW gücündeki çatı tipi santral, çatıya fazladan 120 tonluk yük uygulamaktadır. Santralin kapasitesine bakılmaksızın projelendirme aşamasında paneller ile birlikte çatının maruz kalacağı rüzgar / kar vb. yükler de hesaplanmalı ve gerekli güçlendirme çalışmaları yapılmalıdır. Çatı Tipi bir GES’ i sigortalarken mutlaka bina projelerinin revize edilip edilmediği, güçlendirme yapılıp yapılmadığı sorgulanmalıdır. Mühendislik disiplininden geçmeyen hiçbir proje kalıcı olamaz.

Çatı tipi santrallerde inverterler, zemin seviyesine monte edilmekte ve çatı kısmından kablo tavaları ile aktarılan kablolar ile ilişkilendirilmektedir. Bu kapsamda konutlarda genellikle giriş kattaki kapalı bir ortama, fabrikalarda ise yapı ile bitişik nizam olacak şekilde duvarına monte edilmektedir. Santral elektrik tesisatları ile yapının mevcut tesisatları arasında hiçbir ilişki olmamalıdır. Aksi durumlar elektriksel yangın riski doğurmaktadır.

İmalat basamakları sıralanacak olursa;

1) Taşıyıcı konstrüksiyonun çatı üzerine imal edilmesi ve mevcut konstrüksiyon ile ilişkilendirilmesi
2) Fotovoltaik panellerin konstrüksiyona montajı
3) Çatıdan zemine doğru DC kablolama ve toplama panosu imalatı
4) Zeminde uygun bir lokasyona inverterlerin monte edilmesi
4a) Opsiyonel olarak atmosferik şartlardan izole bir ortamda akü gruplarının imal edilmesi
5) Enterkonnekte (on grid / şebeke bağlantılı) tipli sistemler için çift yönlü sayaç ve trafo montajı
5a) Kapalı devre sistemler (off grid) için dağıtım panosu imalatı şeklindedir.