Reliability modeling for the performance of solar photovoltaic systems

Güneş enerjisi en yaygın olarak kullanılan yenilebilir enerji kaynaklarından biridir. Fotovoltaik sistemler, karbondioksit emisyonu veya diğer hava kirleticileri olmadan güneş enerjisini doğrudan elektriğe dönüştürebilen sistemlerdir. Bir fotovoltaik sistem tarafından üretilen güç, güneş ışınımının özelliklerine ve hava koşullarına bağlıdır. Güç sistemlerinin bu stokastik doğası, araştırmacıları olasılıksal ve istatistiksel teknikleri kullanmaya yöneltmektedir. Bu tezde, bir fotovoltaik sistem tarafından üretilen gücün istatiksel özellikleri hakkında tahminlerde bulunmak için üretilen gücün dağılım fonksiyonu ele alınmıştır. Ardından bir fotovoltaik sistem tarafından üretilen ortalama gücü hesaplayan formül elde edilmiştir. Ayrıca, fotovoltaik modüllerin güneş ışınımına bağlı olarak çok durumlu çalışma koşullarına ve farklı performans seviyelerine sahip olabileceği üzerinde durulmuştur. Bu nedenle, çeşitli performans seviyelerine sahip PV modüllü güneş enerjisi sistemleri için bir model sunulmuş ve sistemden istenen minimum toplam performans seviyesi olan eşik değerine ilişkin sistem gücü için bir güvenilirlik modeli geliştirilmiştir. Bu model, PV modüllerinin performans seviyelerini ve modüllerin çalışma olasılıklarını yansıtmaktadır. Problem, çok durumlu PV modüllerinin farklı bağımlılık koşulları altında ele alınmıştır. Ayrıca, gerekli toplam güç üretimi düzeyine bağlı olarak toplam maliyeti en aza indiren optimum fotovoltaik modül sayısı belirlenmiştir. Daha ileri analiz için, İzmir, Türkiye'de belirli bir konum verileri kullanılarak güneş santrali tarafından üretilen gücün özelliklerini tahmin etmek için gerçek veri uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yazılım programlama araçları olarak hesaplamalar için R v.1.2.5033 ve Mathematica v.11.3 kullanılmıştır.