GES Tesislerinde Karla Mucadele

GÜNEŞ ENERJİSİ SANTRALLERİNDE KAR HASARLARININ ÖNLENMESİ İÇİN YAPILMASI GEREKENLER

Ülkemizde güneş enerji santralleri planlanırken, kar yağışının santral işletmesine etkisinin çok da dikkate alınan bir unsur olmadığını dile getirirsek pek yanıldığımız söylenemez. Pek çok taahhüt ve mühendislik firması, planladıkları santrallerde panel alt seviyesinin yerden zaten en az 50 cm yüksekte konumlandırıldığını (hatta kar ihtimali yüksek bölgelerde biraz daha yüksek), bölgelerin uzun yıllar ortalamaları dikkate alındığında kar yağışının bunun üstüne çıkmasının zor olduğunu düşünerekten yeterli önlemleri aldıklarını öne sürebilir. Neredeyse tüm konstrüksiyon üreticileri statik projelerini minimumda TSE 498 standartlarına uygun tasarlıyor. Zaten teoride buna uymadıkları takdirde TEDAŞ statik proje onayını geçmeleri de pek mümkün değil. Bazı konstrüksiyon firmalarımızın daha da öteye geçip kar yükü bölgesi seçimini olması gerekenin bir üstünde aldığını da biliyoruz. Peki bunlar gerçekten önlem olarak nitelendirilebilir mi? Tam olarak değil.

Taahhüt firmaları ne kadar “önlem” alırsa alsın, işin aslı kar yağışıyla mücadele etmek zorunda kalanın karın santralleri için yaratacağı riskten çoğu zaman habersiz olan yatırımcılar olduğu. Birçok yatırımcıdan “bizim orada kar yağışı 30-40 santimi geçmezmiş” gibi söylemler duyduk. Bu da başlarına gelebilecek tehlikenin farkında olmadıklarının göstergesi.

Öncelikle kar yağışının ve sonrasındaki durumun GES tesislerine etkisini anlamaya çalışalım. Bu makalede ülkemizdeki çoğu GES tesisi için geçerli olan sabit açılı sistemlere değiniyoruz. Kar özellikle gece saatlerinde yağmaya başladığında hem güneş panellerinin üzerinde hem de zeminde birikme yapar. Gece saatlerinde üretim olmadığı için soğuk olan paneller de üzerindeki karı eritip kaydıramaz. Gündüz yağışlarında da hava aşırı derecede kapalıysa veya tipiye çektiyse panellerin üzeri yine karla kaplanacak ve birikme olacaktır. Panellerin üzerinde kar kalın bir tabaka halinde biriktiği zaman panel muhtemelen hiç üretim yapamayacak ve üzerindeki karı eritip kaydıramayacaktır. Eğer bir de yerde biriken kar panel alt seviyesine ulaşırsa, hava açtığında panelin üzerinde biriken karın aşağı kayması iyice imkânsız hale gelecek ve kar temizlenene veya eriyene kadar üretim kayıplarına sebep olacaktır.

Bazı durumlarda üretim kaybı tek derdiniz olsun diyerekten daha da vahim sonuçlar doğurabilecek başka bir senaryoya bakalım. Yandaki fotoda gördüğünüz yapı bir kar siperi. Yapısal olarak tanıdık geldi mi?

Kar özellikle rüzgârlı ve soğuk bölgelerde yağarken veya yağdıktan sonra sürgün halinde yer değiştirir. Bu sürgünler kara ve tren yollarının kapanmasına yol açar, ulaşımı aksatır veya riske eder. Bunun için aşırı kar yağışına da gerek yoktur. Bu sebeple karlı ve soğuk bölgelerde kar sürgünü riski olan yerlerde kar siperleri konumlandırılarak sürgünün yoldan uzak tutulması amaçlanır. Peki, bu siperlerin çalışma prensibi nedir?

Ana amaç hakim rüzgarın hızını bir engelle kesmek ve arkasında türbülans oluşturarak sürgün halinde hareket eden karı engelin arkasındaki bölgede toplamaktır. Böylelikle yolların kar sürgünü ile kaplanmasının önüne geçilmeye çalışılmaktadır. Peki, bunun GES tesisleri ile alakası nedir?

Aşağıdaki şekilde bu ilişkiyi özetlemeye çalıştık. Sabit açılı sistemler, özellikle hakim rüzgara dik yerleştirildikleri sahalarda kar siperine benzer bir etki yaratmaktadır. Rüzgar cephesindeki sıralar kar sürgününün hızını kesmekte ve panel üzerinde türbülans yaratarak karın bir sonraki panel sırasının üzerine ve arasına birikmesine sebep olmaktadır.

Aşağıdaki fotolar, bu etkinin yaşandığı bir sahada çekildi. Görüldüğü üzere, öndeki panel sıralarının yavaşlattığı kar sürgünü, türbülans ile sıraların arasına ciddi derecede yığılma yapmış. Öte yandan sıralar arasındaki yollarda ciddi bir birikme gözlemlenmiyor. Kar birikiminin aşırı olmadığı – yatırımcı deyişiyle “30-40 cm’i geçmediği” – yerlerde bile rüzgarla sürgün sonucu fotodaki görüntülerle karşılaşmak mümkün. Peki bu kar birikmesi üretim kaybı haricinde nelere yol açar?

Bu kadar ciddi bir kar birikimi güneş açsa da hemen erimeyecektir. Özellikle GES tesisi ayaza çeken, gece düşük sıcaklıkların yaşandığı bir bölgedeyse, kar birikintisi çok kısa sürede buzlaşacak, sıkışacak ve üzerine biriken yeni sürgünlerle daha da ağırlaşacaktır.

Sonuç olarak panellerin üzerindeki kar yükünün, üretici garantisi olan 5,400 Pa’ın üzerine çıkması, panellerin fiziki olarak çatlaması, kırılması olasıdır. Bu kadar ağır, yükler altında kalan konstrüksiyonun aşıkları ister alüminyum ister çelik yapılı olsun, deformasyona maruz kalabilir, ayaklarda ve kirişlerde yamulmalar ve hatta yapının komple çökmesi gözlenebilir.

Diyelim ki panelleriniz ve konstrüksiyonunuz bu yüklere dayandı ve görünürde bir hasar meydana gelmedi. Göremediğiniz bir başka sorunla daha karşı karşıya olabilirsiniz: Mikroçatlak.

Mikroçatlakların performansa etkisi konusunda sektör kesin bir görüş birliğine ulaşamamış olsa da, genel intiba ciddi mikroçatlakların uzun vadede performansa negatif etkisi olacağı yönünde. Yandaki gibi mikro-çatlakları ancak elektroluminesans (EL) testi ile görebilirsiniz.

Varsayalım ki yukarıdaki özetlediğimiz gibi bir kar hasarıyla karşı karşıya kaldınız ve EL testi yaptırıp sigortadan hasar talebinde bulunmak istiyorsunuz. Binlerce panelden oluşan bir tesiste komple EL testi yapmak hem zaman alıcı hem de oldukça maliyetli. Ayrıca sigortacıların soracağı ilk soru panellerin sahaya geldiğinde EL testinden geçip geçmediği olacaktır. Çünkü bazı mikroçatlaklar üretim sırasında, bazıları ise nakliye ve kurulum esnasında da meydana gelmiş olabilir. Sonuç olarak çıkmaz sokak diyebiliriz.

Bu durumla karşı karşıya kalmamak için ne yapılabilir?

Kurulu tesisleriniz için aşağıdaki kontrol listesini oluşturmanızı ve kriterleri sağlıyorsa aşağıda değineceğimiz önlemleri almanızı öneririz.

Tesisiniz rakım olarak 1.000 metre ve üzerinde mi? Özellikle yüksek rakımlı sahalarda risk iyice artıyor.
Her sene kar yağışı gözleniyor mu? Uzun yıllar ortalamasında gözlenmiş maksimum kar yüksekliği 30-40cm’in üzerine çıkıyor mu? (En yakın meteoroloji istasyonundan veri alarak kontrol edebilirsiniz. Civarda yaşayanların “10-20 cm’i geçmez” şeklindeki sübjektif yorumlarına çok itibar etmemenizi öneririz. )
Kış mevsiminde hakim rüzgarlar güçlü mü ve tesisinizdeki panel yerleşimine dik ve dike yakın şekilde mi geliyor?

Eğer yukarıdaki kriterleri sağlayan bir tesisiniz var ise kış aylarında kar temizliği için bir ekibi hazır bulundurmanızı öneriyoruz.

Hava durumu tahminlerini yakından takip edin. Kar yağışı ihtimalinin yüksek olduğu günlerde karla mücadele ekibiniz durumdan haberdar olsun ve mümkünse sahada olsun.

Burada en etkin mücadele yöntemi panel sıralarının önündeki zemini temizlemek ve paneller üzerinde biriken karın aşağı kaymasını sağlayacak açıklığı yaratmaktır. Panel sırasına kadar kar birikirse panel üzerindeki kar eriyecek ve kayacak yer bulamaz. Bunun için kış döneminde sahada önünde kar küreme bıçağı ve/veya kar rotatifi bulunan küçük bir iş makinesi bulundurabilirsiniz. Bu iş makinesi ile biriken karı sıranın önünden bir öndeki sıranın altına doğru (dikkat! panel altı dizi inverterlere zarar vermeden) küreyebilir veya rotatif ile püskürtebilirsiniz.

Kar küreme işine kar yağarken başlamalı ve karın yerde kaldığı rüzgârlı günlerde de devam etmelisiniz. Oldukça pahalı bir önlem olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak, yukarıda belirttiğimiz gibi bir durum başınıza gelirse, karşı karşıya geleceğiniz üretim kayıpları ve hasarların size çok daha pahalıya mal olacağının altını çizmek gerek. Satın almaktan ziyade kiralama imkânı varsa, maliyeti uzun vadeye yayabilirsiniz.

Üretim kaybını azaltıcı bir önlem olarak önünü açtığınız sıralarda hava açar açmaz karla mücadele ekibinizi, panel üzerinden kar temizliği için sahaya sokabilirsiniz. Temizlikte ucu yumuşak ama kauçuk alanı geniş çekçekler kullanarak karı panel yüzeyinden aşağı küreyebilirsiniz. Önemli olan nokta, yüzeyin altındaki kar buz tuttuysa bunu kazımaya uğraşmamak (zaten üzeri açılınca kendi eritecektir), çekçeğin metal/plastik kısmını cam yüzeye sürtmemek ve panele baskı uygulamamak. Bir de panel üreticinizden bu çekçekleri kullanabileceğinize dair yazılı bir onay almanızı öneririz (garanti şartları açısından dikkatli olmak lazım). İş güvenliği açısından temizlik yaptıracağınız personele yalıtkan eldiven giydirmeli ve hiçbir sistem bileşenine doğrudan dokunmaması konusunda eğitim vermelisiniz. 2 kişinin sıkı bir çalışma ile 1 MW’ı bir günde temizlediğini sahada tecrübe ettik. Kış günü 1MW’ın teşvikli fiyattan USD450-500 kazandırdığını göz önünde bulundurduğumuzda kendisini 1 günde amorti eden bir temizlik çalışması oldukça etkin geliyor bizlere.

Panel üzeri kar temizlik çalışmasını insan gücü yerine panel yıkama makinelerinin fırçaları ile yapan firmalar da var sektörde. İnsan gücüne nazaran çok hızlı kar temizledikleri doğru. 1 saat gibi bir sürede 1MW temizlemek mümkün. Öte yandan yüzeyin altı buz tuttuysa bu fırçalar panellerin çizilmesine sebep olur mu sorusunun cevabı hala tam net değil. Eğer bu alternatifi düşünürseniz öncelikle panel üreticinizden icazet almanızı öneririz.

Güneş panelleri, yapıları gereği üretime başladıklarında yüzeyi ısınan ürünlerdir. O sebeple elle veya makina ile yapılan müdahalelerde güneş panellerinin yüzeyine herhangi bir baskı yapılması gereksizdir. Güneş panellerinin önünde karların kayabileceği bir boşluk olduğu sürece paneller yüzeylerindeki buzu eritecek veya kalan ufak tefek karları kaydıracaktır. Burada yatırımcıya düşen kısım panellerin önünün temizlenmesi ve hafifçe yüzeydeki karların kaydırılmasıdır.

Güneş panellerinin dik olarak konumlandırılması kısmi karla kaplanma durumlarında bypass diyodunun devre dışı kalması sonucunda panellerin daha çabuk ısınarak üzerindeki kardan kurtulmasına yardımcı olabilir; ama burada dikkat edilmesi gereken konu panel sıralarının arasındaki açıklıktır. Kış aylarında yardımcı olan bu husus eğer yaz aylarında sıralar arası gölgelenmeye sebep oluyorsa üretimi çok ciddi düşürecektir.

Eviricilerin kar altında kalması IP67 korumasına sahip olanlarda genelde sıkıntı yaratmamaktadır. Lakin eviricilerin bağlantı noktalarındaki konnektörlerin elle yapılmış olması herzaman IP67 kalitesini sağlamamasına sebep olabilir. Böyle bir durumda eviricilerden bir kaçak akım oluşması muhtemeldir. Her ne kadar bu aşamalarda kaçak akım koruma röleleri devreye girse de Türkiye’de pek çok tesiste açtırması sebebi ile KAKR’lar devre dışı bırakılmakta veya 30A - 30sn gibi aslında koruma özelliğini yitiren değerlere ayarlanabilmektedir. Kar ile mücadele aşamasında kesinlikle vucutta ve ellerde koruyucu ekipman kullanılmalıdır.

Karla mücadelenin, üretimi kaybını azaltmaktan ziyade, tesisinizi korumaya yönelik bir çalışma olduğunun tekrar altını çizmek isteriz. 2017 kışında Konya-Karaman ve civarında yaşanan kar yağışı afetinde pek çok GES tesisi irili ufaklı hasar gördü. Sonrasında yatırımcılar sigorta şirketleri ile ciddi sıkıntılar yaşadılar. Kimi hasarını tazmin etti, kimi de çetin sigortacılardan kaçamadı ve hiçbir tazminat alamadı. Bu karışık dönem sonrasında sigorta şirketlerinin kar hasarı ile ilgili ciddi muafiyetler getirdiğini gözlemledik. Sonrasında önlem almak yine yatırımcıların sırtına kaldı. 2017 kışı sonrasında devreye girmiş ve o zamanki sıkıntıları tecrübe etmemiş çok sayıda tesis var ülkemizde. Yatırımcılara önerimiz, kış ile ilgili işletme planlarını yaparken yukarıda belirttiğimiz risk unsurlarını dikkate almalarıdır.

RENICOP olarak, GES yatırımcılarına işletme & bakım süreçlerini optimize etmeleri ve harcadıkları her kuruşun kârlı şekilde geri dönüşünü sağlamaları için danışmanlık hizmetleri sağlıyoruz. Finansal yatırımcılar için de profesyonel GES varlık yönetimi hizmetlerimiz ile tam kapsamlı tesis yönetimi hizmeti veriyoruz.

YAZARLAR

Cihan Kıykaç

Managing Partner

Orçun Başlak

Advisory Board Member

Solarian Managing Director