Uzak arazi şartlarında tarımsal sulamada kullanılan su pompalama sistemi ile entegre taşınabilir fotovoltaik güneş paneli'nin tasarımı ve performansının incelenmesi

Gelişmekte olan ülkelerde kalkınmayı sağlayan iki önemli faktörden birisi tarım diğeri enerjidir. Tarım için en önemli ihtiyaç su kaynakları ve sulama sistemleridir. İklim değişiklikleri, dünyanın temel yaşam kaynağı olan su kaynaklarını, olumsuz yönde etkilemektedir. Suyu kullanılabilirlik ve suya erişim imkânı ülkelerin çoğunda kırsal alanlar için oldukça zor ve sıkıntılıdır. Türkiye'nin yedi bölgesinden biri olan Doğu Anadolu Bölgesi, dağlık, engebeli ve kırsal alanlardan meydana geldiği için ve aynı zamanda bölgenin birçok şehrinde modern elektrik şebekesinin olmaması nedeniyle suya erişim olanakları oldukça kısıtlıdır. Buna karşın, Türkiye'nin dünya üzerinde güneş kuşağı adı verilen bölgede bulunması nedeniyle, ülkemiz zengin bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Ülkemizin bulunduğu konum nedeniyle sahip olduğu yıllık ortalama toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat) ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m2yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m2) olmaktadır. Bu tez çalışmasında, Doğu Anadolu bölgesinde bulunan Elazığ ilinin Palu ilçesinde şehirden uzak kırsal alanlarında çiftçilerin su ihtiyaçlarını karşılayabilmek için şebeke bağlantısız güneş pilli pompalama sistemleri en iyi çözüm kaynağı olarak görülmektedir. Ayrıca Palu İlçesinde sulama iki farklı şekilde sağlanmaktadır; Murat nehri boyunca, sulama çoğunlukla bu nehirden sağlanırken, nehirden uzak olan bölgeler yalnızca mevsimsel yağışlara bağımlıdır. Bu bölgede, yağışlar sonbahar ve ilkbahar mevsimlerinde oluşmaktadır. Ancak bu mevsimlerde de iyi miktarda yağış olmaz ve kuraklık meydana gelir. Bu sebeplerden dolayı bu çalışmada, Murat nehirden uzakta bulunan kırsal alanlardaki su ihtiyacını karşılamak için, (38° 21' ve 38° 51' enlemleri ile 39° 41' ve 40° 23' boylamları) şebeke bağlantısız güneş pilli su pompası tasarlandı. Tasarlanan sistem yaklaşık 1 dönüm için günlük 27 m^3'lük su ihtiyacını karşılayabilmektedir. Seçilen bölgede yetiştirilen bazı tarımsal ürünlerin Cropwat 8.0 yazılım programını kullanarak su ihtiyacı belirlendi. Güneş enerjili DC su pompalama sisteminin gerekli güneş paneli güçünü belirlemek için PVsyst yazılım programını kullanıldı. Sonuç olarak, günlük 27 m3 su ihtiyacı için 6 güneş paneli (herbiri 285 W) kullanılarak 1.710 W enerjinin yeterli olduğu bulundu. Bu yöntem kullanılarak en uygun taşınabilir güneş paneli sistemi belirlendi. Güneş enerjisi ile sulama sistemleri çalıştırılarak verimli olarak tarımın ve gıda üretiminin artırılabileceği ve ekonomik olarak oldukça faydalı bir yöntem olduğu görüldü.