Arazi tipi bir GES'te panel sıraları birbirine ne kadar yakın olursa aynı alana o kadar fazla kurulu güç sığar. Ancak sıralar fazla yaklaştığında öndeki sıra, özellikle kış aylarında, arkadaki sıranın alt kısmına gölge düşürür. Sıra arası mesafe; kurulu güç, üretim kaybı ve arazi maliyeti arasında bir denge kurar. Bu yazıda sıra arası gölgenin neden önemli olduğunu, tasarım güneş açısının nasıl seçildiğini, mesafe formülünü, eğimli arazinin etkisini ve sayısal bir örneği ele alıyoruz.
Sıra arası gölge neden bu kadar önemli?
Bir panel, seri bağlı hücre gruplarından oluşur ve her grubun üzerinde bir bypass diyotu bulunur. Arkadaki sıranın yalnızca alt kenarına düşen ince bir gölge bile, panelin yerleşim yönüne göre bir veya birden fazla hücre grubunu devre dışı bırakabilir. Aynı stringteki diğer paneller de bu durumdan etkilenebilir. Bu yüzden sıra arası gölgede kayıp, gölgelenen alanla orantılı değildir; küçük bir gölge görünenden büyük kayıp yaratabilir.
Gölge etkisini azaltmanın iki yolu vardır: sıraları yeterince açmak ve gölgenin hangi hücre gruplarını etkileyeceğini dikkate alan bir panel yerleşimi ve stringleme yapmak. Bu yazı birinci konuya odaklanıyor.
Tasarım güneş açısı: neden kış gündönümü?
Güneş, kuzey yarımkürede yılın en alçak öğle yüksekliğine 21 Aralık civarında, kış gündönümünde ulaşır. Bu günde gölgeler en uzundur. Tasarımda yaygın yaklaşım, kış gündönümünde belirli bir saat aralığında (örneğin güneş saatiyle 10:00–14:00 veya 09:00–15:00) sıraların birbirini gölgelememesidir. Seçilen aralık bir tasarım kararıdır: aralık genişledikçe sıralar açılır, aynı alana daha az panel sığar.
Öğle vakti güneş yüksekliği basit bir formülle bulunur:
α (öğle) = 90° − φ + δ
Burada φ enlem, δ güneş deklinasyonudur. Kış gündönümünde δ ≈ −23,44° alınır. Öğle dışındaki saatler için güneşin hem yüksekliği hem de azimutu (yatay düzlemdeki yönü) hesaplanmalıdır; bu hesaplar güneş konumu formülleriyle veya yazılımla yapılır. Güneş saatinin saat dilimi saatinden farklı olduğunu da unutmayın.
Sıra arası mesafe formülü
Tanımlar:
- L: panel masasının eğim doğrultusundaki boyu (örneğin dikey iki panel)
- β: panel eğimi
- h = L × sin β: masanın üst kenarının alt kenarına göre yüksekliği
- α: güneş yüksekliği
- γ: güneş azimutu ile panel azimutu arasındaki açı (güneye bakan panelde güneşin güneyden sapma açısı)
Düz arazide, öndeki masanın üst kenarından arkadaki masanın alt kenarına kadar, sıralara dik doğrultuda ölçülen gölgesiz mesafe:
d = h × cos γ ÷ tan α
Sıra aralığı (bir masanın alt kenarından arkadaki masanın alt kenarına mesafe, İngilizcede "pitch") ise:
Sıra aralığı = L × cos β + d
Öğle vakti γ = 0 olduğundan formül d = h ÷ tan α'ya indirgenir. Öğle dışındaki saatlerde güneş alçalır ama yandan geldiği için gölgenin sıralara dik bileşeni cos γ oranında kısalır. Bu iki etki birlikte değerlendirilmelidir. Aynı ifadeyi "profil açısı" ile de yazabilirsiniz: tan αp = tan α ÷ cos γ ve d = h ÷ tan αp.
Zemin kaplama oranı (GCR)
Zemin kaplama oranı (Ground Coverage Ratio), masa boyunun sıra aralığına oranıdır: GCR = L ÷ sıra aralığı. GCR yükseldikçe aynı alana daha fazla güç sığar, ancak sıra arası gölge kaybı artar. GCR düştükçe gölge azalır, ama arazi, kablo ve konstrüksiyon maliyeti birim güç başına artar. Doğru GCR, arazinin değerine ve kış üretiminin önemine göre değişir.
Örnek hesap (düz arazi)
Aşağıdaki değerler örnek değerdir: enlem φ = 38,4° K, masa boyu L = 4,5 m, panel eğimi β = 25°, panel güneye bakıyor.
- h = 4,5 × sin 25° ≈ 1,90 m
- Masanın yatay izdüşümü: 4,5 × cos 25° ≈ 4,08 m
- Kış gündönümü öğle güneş yüksekliği: 90 − 38,4 − 23,44 = 28,16°
| Tasarım anı (güneş saati, 21 Aralık) | Güneş yüksekliği | Güneyden sapma | d (m) | Sıra aralığı (m) | GCR |
|---|---|---|---|---|---|
| 12:00 | 28,16° | 0° | 3,55 | 7,63 | 0,59 |
| 10:00 (ve 14:00) | 22,06° | 29,67° | 4,08 | 8,16 | 0,55 |
| 09:00 (ve 15:00) | 15,15° | 42,23° | 5,20 | 9,28 | 0,48 |
10:00 satırının kontrolü: d = 1,90 × cos 29,67° ÷ tan 22,06° ≈ 1,90 × 0,869 ÷ 0,405 ≈ 4,08 m. Tasarım penceresini 10:00–14:00'ten 09:00–15:00'e genişletmek sıra aralığını yaklaşık 1,1 m artırır ve GCR'yi 0,55'ten 0,48'e düşürür. Yani aynı arazide kurulabilecek güç yaklaşık %12 azalır. Bu fark, pencere seçiminin ekonomik bir karar olduğunu gösterir.
Eğimli arazinin etkisi
Kuzey–güney doğrultusunda eğimi s olan bir arazide, arkadaki sıranın zemini öndekine göre farklı kottadır. Bu durumda sıralara dik doğrultuda yatay olarak ölçülen gölgesiz mesafe:
- Güneye bakan yamaçta (arazi güneye doğru alçalıyor, arkadaki sıra daha yüksekte): d = h ÷ (tan αp + tan s)
- Kuzeye bakan yamaçta (arazi kuzeye doğru alçalıyor, arkadaki sıra daha alçakta): d = h ÷ (tan αp − tan s)
Aynı örneğe 5°'lik bir eğim ekleyelim (10:00 tasarım anı, αp ≈ 25,0°): düz arazide 4,08 m olan d, güneye bakan yamaçta ≈ 3,43 m'ye düşer, kuzeye bakan yamaçta ≈ 5,02 m'ye çıkar. Öğle vakti için aynı değerler 3,55 m, 3,05 m ve 4,25 m'dir. Güneye bakan yamaçlar bu yüzden arazi GES için avantajlıdır; kuzeye bakan yamaçlarda sıralar belirgin şekilde açılmalıdır. Kuzey eğimi güneş profil açısına yaklaştıkça gerekli mesafe çok hızlı büyür.
Doğu–batı eğimi ve düzensiz zemin
Doğu–batı doğrultusundaki eğim, sıra arası mesafeyi doğrudan değiştirmez; ancak masanın bir ucu diğerinden yüksekte kalır. Bu durumda iki yol vardır: masayı zemine paralel hafifçe yana yatırmak veya masayı yatay tutup ayak boylarını kademelendirmek. Yana yatık masalar sabah ve akşam gölge davranışını değiştirebilir; bu nedenle simülasyonla kontrol edilmelidir.
Düzensiz zeminde ayak boyu kademelendirmesi (stepping) yapılırken şunlara dikkat edilir:
- Minimum yerden yükseklik: Bitki örtüsü, kar birikimi, su baskını ve bakım erişimi için masanın alt kenarı yeterince yüksekte kalmalıdır.
- Maksimum ayak boyu: Ayak uzadıkça rüzgâr etkisinde eğilme ve burkulma riski artar; uzun ayaklar ek çapraz gerektirebilir.
- Ön, orta ve arka ayakların ayrı ayrı hesabı: Her ayağın boyu, zeminin o noktadaki kotuna göre farklıdır. Metraj ve kesim listesi bu farkı yansıtmalıdır.
- Tesviye mi, kademelendirme mi: Küçük düzensizliklerde ayak boyu ile çözüm yapılır; büyük kot farklarında toprak işi daha ekonomik olabilir.
Bu konuların statik boyutu için rüzgâr ve kar yükü yazımıza bakabilirsiniz. Ayak boyu, temel ve profil kesitleriyle ilgili her ön uygunluk kontrolü, onaylı statik projenin veya yetkili mühendis hesabının yerine geçmez.
Sık yapılan hatalar
- Yalnızca öğle güneş açısıyla hesap yapıp sabah ve öğleden sonra gölgesini göz ardı etmek
- Saat dilimi saatini güneş saati sanmak
- Arazi eğimini hesaba katmamak, özellikle kuzeye bakan yamaçlarda
- h değerini masanın yerden yüksekliği sanmak; formüldeki h, üst kenarın alt kenara göre yüksekliğidir
- Pitch ile iki masa arasındaki boşluğu (d) karıştırmak
- Uzak engelleri (tepe, ağaç sırası, bina) ve arazi sınırındaki gölgeyi unutmak
PVAGE ile sıra arası mesafe ve arazi tasarımı
PVAGE'nin taşıyıcı sistem tasarımı modülü, arazi GES'te gerçek arazi yükseklik verisini ve eğim haritasını kullanır. Platform dizilerini yerleştirir, sıra arası mesafeyi ayarlar ve ay ile saat seçerek sıra arası gölgeyi simülasyonla görürsünüz. Ön, orta ve arka ayakların yükseklik ve adetleri, profil metrajı ile klemp ve civata adetleri hesaplanır.
Konstrüksiyon hesaplama tarafında arazi ayak ve profil ölçüleri, temel boyutlandırma ve burkulma, eğilme, sehim ve kesme için ön uygunluk kontrolü yapılır ve PDF olarak alınabilir. Bu kontrol onaylı statik projenin yerine geçmez. Gölgenin üretime etkisi hakkında daha fazlası için gölge analizi yazımızı okuyabilirsiniz.