TEK VE ÇİFT YÜZLÜ FOTOVOLTAİK SİSTEMLERİN SİMÜLASYON TABANLI PERFORMANS DEĞERLENDİRİLMESİ: OSMANİYE KORKUT ATA ÜNİVERSİTESİ UYGULAMASI

Muhammed Murat Aksoy; Kadir Mustafa Kutur

doi:10.17780/ksujes.1715532

EN TR

SIMULATION-BASED PERFORMANCE ASSESSMENT OF MONOFACIAL AND BIFACIAL PHOTOVOLTAIC SYSTEMS: A CASE STUDY AT OSMANIYE KORKUT ATA UNIVERSITY

Abstract

A solar power plant (SPP) analysis for the roof of Osmaniye Korkut Ata University Faculty of Engineering and Natural Sciences was conducted. The performances of monofacial and bifacial photovoltaic (PV) panels were evaluated, and comparative analyses were made using PVsyst. In Osmaniye conditions, the annual total global horizontal radiation value at the location of the faculty building was determined as 1716 kWh/m²., For the SPP with an installed power of 846 kWp, the monofacial system provides annual electricity production of 1266.3 MWh, and the bifacial system provides 1337.5 MWh. The additional contribution obtained from the back surface of the bifacial panels provided a 5.6% increase in total production. The performance ratio was calculated as 0.803 and 0.848 for the monofacial and bifacial systems, respectively. In terms of environmental impact, it was determined that the monofacial system has the potential to prevent 18,500 tons of CO2 emissions and the bifacial system has the potential to prevent 19,600 tons of CO2 emissions during the system life. According to a basic economic evaluation, although the monofacial system stood out as a lower-cost option, the bifacial PV system demonstrates a more efficient and environmentally friendly alternative under the high solar radiation conditions of Osmaniye.

Keywords

TEK VE ÇİFT YÜZLÜ FOTOVOLTAİK SİSTEMLERİN SİMÜLASYON TABANLI PERFORMANS DEĞERLENDİRİLMESİ: OSMANİYE KORKUT ATA ÜNİVERSİTESİ UYGULAMASI

Öz

Bu çalışmada, Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi çatısına kurulabilecek güneş enerjisi santralinin (GES) teknik ve ekonomik analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında, PVsyst simülasyon yazılımı kullanılarak tek yüzlü ve çift yüzlü fotovoltaik (PV) panellerinin performansları değerlendirilmiş ve karşılaştırmalı analizleri yapılmıştır. Osmaniye koşullarında, fakülte binasının bulunduğu konumda yıllık toplam global yatay ışınım değeri 1716 kWh/m² olarak belirlenmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, 846 kWp kurulu güce sahip GES için tek yüzlü sistem yıllık 1266,3 MWh, çift yüzlü sistem ise 1337,5 MWh elektrik üretimi sağlamaktadır. Çift yüzlü panellerin arka yüzeyinden elde edilen ek katkı, toplam üretimde %5,6'lık bir artış sağlamıştır. Performans oranı tek yüzlü sistem için 0,803 ve çift yüzlü sistem için 0,848 olarak hesaplanmıştır. Çevresel etki açısından, sistem ömrü boyunca tek yüzlü sistem 18500 ton, çift yüzlü sistem ise 19600 ton CO2 emisyonunu önleme potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir. Basit ekonomik değerlendirmeye göre, tek yüzlü sistem daha düşük maliyetli bir seçenek olarak öne çıkmış olmasına rağmen; çift yüzlü PV sisteminin yüksek güneş radyasyonuna sahip Osmaniye koşullarında, yenilenebilir enerji kaynaklarının daha verimli ve çevre dostu bir alternatif sunduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

References

Aladağ, İ., & Yaniktepe, B. (2022). Fotovoltaik Bir Panelin Matlab@Simulink ile Modellenmesi ve Dış Ortam Koşullarındaki Davranışının İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 37(2), 471-482. https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1146412
Baljit, S. S. S., Chan, H.-Y., & Sopian, K. (2016). Review of building integrated applications of photovoltaic and solar thermal systems. Journal of Cleaner Production, 137, 677-689. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.07.150
Baqir, M., & Channi, H. K. (2022). Analysis and design of solar PV system using Pvsyst software. Materials Today: Proceedings, 48, 1332-1338. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.029
Bulut, H. (2008, Ekim). Adana İlinde Eğik Yüzeylere Gelen Güneş Işınım Miktarının Belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi 30.Yıl Sempozyomu, Adana.
Chan, H.-Y., Riffat, S. B., & Zhu, J. (2010). Review of passive solar heating and cooling technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(2), 781-789. https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.10.030
Crabtree, G. W., & Lewis, N. S. (2007). Solar energy conversion. Physics Today, 60(3), 37-42. https://doi.org/10.1063/1.2718755
Çağlar, A. (2017). Farklı Derece-Gün Bölgelerindeki Şehirler İçin Optimum Eğim Açısının Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(2), 849. https://doi.org/10.19113/sdufbed.94899
Çırak, C. R., & Çalık, H. (2023). Hotspots in maximum power point tracking algorithms for photovoltaic systems – A comprehensive and comparative review. Engineering Science and Technology, an International Journal, 43, 101436. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2023.101436

Çinaroğlu, H., & Önal, Y. (2022). Perfomance Analysis of Different Solar Tracking Systems for off-grid Photovoltaic Power System in Bilecik, TURKEY using PVSYST software. Journal of Scientific Reports-A, 51, 192-210.
Dağtekin, M., Kaya, D., Öztürk, H. H., & Kiliç, F. Ç. (2014). A Study of Techno-Economic Feasibility Analysis of Solar Photovoltaic (PV) Power Generation in the Province of Adana in Turkey. Energy Exploration & Exploitation, 32(4), 719-735. https://doi.org/10.1260/0144-5987.32.4.719
Dincer, F., & Ozer, E. (2025). Optimization of Rear-Side Energy Contribution in Bifacial PV Panels: A Parametric Analysis on Albedo, Tilt, Height, and Mounting Configuration. Energies, 18(16), 4443. https://doi.org/10.3390/en18164443
Dinçer, F. (2011). The analysis on photovoltaic electricity generation status, potential and policies of the leading countries in solar energy. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(1), 713-720. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.026
Dinçer, F. (2025). Şebeke bağlantılı güneş enerjisi santrali yatırımı için modelleme ve simülasyon analizi: ılgın/konya örneği. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(1), 112-128. https://doi.org/10.17780/ksujes.1523469
Di̇nçer, F., & Özer, E. (2025). Farklı eğim ve azimut açısı senaryoları altında güneş enerjisi santralinin üretim performanslarının analizi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(2), 644-659. https://doi.org/10.17780/ksujes.1595056
Elibol, E., Özmen, Ö. T., Tutkun, N., & Köysal, O. (2017). Outdoor performance analysis of different PV panel types. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 67, 651-661. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.051
Eslami, S., Noorollahi, Y., Marzband, M., & Anvari-Moghaddam, A. (2022). District heating planning with focus on solar energy and heat pump using GIS and the supervised learning method: Case study of Gaziantep, Turkey. Energy Conversion and Management, 269, 116131. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116131
Gassar, A. A. A., & Cha, S. H. (2021). Review of geographic information systems-based rooftop solar photovoltaic potential estimation approaches at urban scales. Applied Energy, 291, 116817. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116817
Google Earth. (2024). https://earth.google.com
Güneş Enerji Potansiyeli Atlası. (2025). Enerji İşleri Genel Müdürlüğü GEPA. https://gepa.enerji.gov.tr/ Haydaroğlu, C., & Gümüş, B. (2016). Dicle Üniversitesi güneş enerjisi santralinin PVsyst ile simülasyonu ve performans parametrelerinin değerlendirilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 7(3), 491-500.
Irwan, Y. M., Amelia, A. R., Irwanto, M., Fareq.M, Leow, W. Z., Gomesh, N., & Safwati, I. (2015). Stand-Alone Photovoltaic (SAPV) System Assessment using PVSYST Software. Energy Procedia, 79, 596-603. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.539
Juaidi, A., Kobari, M., Mallak, A., Titi, A., Abdallah, R., Nassar, M., & Albatayneh, A. (2023). A comparative simulation between monofacial and bifacial PV modules under palestine conditions. Solar Compass, 8, 100059. https://doi.org/10.1016/j.solcom.2023.100059
Kanoğlu, M., Çengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2020). Fundamentals and Applications of Renewable Energy (1. bs). McGraw-Hill Education.
Karadöl, İ., Yildiz, C., Açikgöz, H., & Şekkeli̇, M. (2020). Yenilenebilir Enerji Kaynaklarında Sürekliliği Sağlamak için Optimum Enerji Karışımının Belirlenmesi: Kahramanmaraş Bölgesinde Bir Uygulama. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1), 173-182. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.764821
Kılıç, U., & Kekezoğlu, B. (2022). A review of solar photovoltaic incentives and Policy: Selected countries and Turkey. Ain Shams Engineering Journal, 13(5), 101669. https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.101669
Kumar Behura, A., Kumar, A., Kumar Rajak, D., Pruncu, C. I., & Lamberti, L. (2021). Towards better performances for a novel rooftop solar PV system. Solar Energy, 216, 518-529. https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.01.045
Kumar, R., Rajoria, C. S., Sharma, A., & Suhag, S. (2021). Design and simulation of standalone solar PV system using PVsyst Software: A case study. Materials Today: Proceedings, 46, 5322-5328. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.785
Kumruoğlu, L. C., & Ateş, S. B. (2022). Türkiye’nin Güneş Enerjisi Potansiyeli ve İskenderun için Örnek Üretim Projeksiyonu. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 37(1), 293-305. https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1095104
Liang, H., Shen, J., Yip, H.-L., Fang, M. M., & Dong, L. (2024). Unleashing the green potential: Assessing Hong Kong’s building solar PV capacity. Applied Energy, 369, 123567. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.123567
Mohandes, N., Sanfilippo, A., & Al Fakhri, M. (2019). Modeling residential adoption of solar energy in the Arabian Gulf Region. Renewable Energy, 131, 381-389. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.07.048
Nema, P., Nema, R. K., & Rangnekar, S. (2009). A current and future state of art development of hybrid energy system using wind and PV-solar: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(8), 2096-2103. https://doi.org/10.1016/j.rser.2008.10.006
Okonkwo, P. C., Nwokolo, S. C., Udo, S. O., Obiwulu, A. U., Onnoghen, U. N., Alarifi, S. S., Eldosouky, A. M., Ekwok, S. E., Andráš, P., & Akpan, A. E. (2025). Solar PV systems under weather extremes: Case studies, classification, vulnerability assessment, and adaptation pathways. Energy Reports, 13, 929-959. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.12.067
Özcan, Ö., & İzgi̇, E. (2020). Şebekeye bağlı fotovoltaik çatı sisteminin karşılaştırmalı performans analizi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(3), 127-140. https://doi.org/10.17780/ksujes.726319
Panayiotou, G., Kalogirou, S., & Tassou, S. (2012). Design and simulation of a PV and a PV–Wind standalone energy system to power a household application. Renewable Energy, 37(1), 355-363. https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.06.038
Perez, R., Ineichen, P., Seals, R., Michalsky, J., & Stewart, R. (1990). Modeling daylight availability and irradiance components from direct and global irradiance. Solar Energy, 44(5), 271-289. https://doi.org/10.1016/0038-092X(90)90055-H
Pourasl, H. H., Barenji, R. V., & Khojastehnezhad, V. M. (2023). Solar energy status in the world: A comprehensive review. Energy Reports, 10, 3474-3493. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.10.022
PVsyst – Photovoltaic Software. (2024). PVsyst. https://www.pvsyst.com/
Rehman, T., Qaisrani, M. A., Shafiq, M. B., Baba, Y. F., Aslfattahi, N., Shahsavar, A., Cheema, T. A., & Park, C. W. (2025). Global perspectives on advancing photovoltaic system performance—A state-of-the-art review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 207, 114889. https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114889
Sözen, A., Arcaklioğlu, E., Özalp, M., & Kanit, E. G. (2005). Solar-energy potential in Turkey. Applied Energy, 80(4), 367-381. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2004.06.001
Şahi̇n, Z. R., Di̇nçer, F., & Yilmaz, A. S. (2022). 4 kişilik bir ailenin elektrik enerjisi ihtiyacı için şebeke bağlantılı güneş enerjisi santrali tasarımı ve simülasyonu. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(Özel Sayı), 46-56. https://doi.org/10.17780/ksujes.1163049
Taniş, Z., & Altintaş, N. (2023). Elazığ ilinde şebekeye bağlı 1036,8 kwp fotovoltaik güneş enerjisi santralinin ölçülen ve simüle edilen performans verilerinin analizi. EMO Bilimsel Dergi, 13(2), 71-80.
Yılmaz, M. (2012). Türkiye’nin enerji potansiyeli ve yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi açısından önemi. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi, 4(2), 33-54. https://doi.org/10.1501/Csaum_0000000064
Zengi̇n, G., Koç, A., Artaş, S. B., Köse, Ö., Koç, Y., & Yağli, H. (2024). Comparative Analyses of the Solar Energy Potentials of Gaziantep, Konya and Hatay: A Case Study For 1 MW of Photovoltaic System. The International Journal of Energy & Engineering Sciences, 9(1), 1-11

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Energy Generation, Conversion and Storage (Excl. Chemical and Electrical) , Mechanical Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Authors

Muhammed Murat Aksoy ^*
0000-0001-7594-9462
Türkiye

Kadir Mustafa Kutur
0009-0005-5781-4085
Türkiye

Publication Date

December 3, 2025

Submission Date

June 6, 2025

Acceptance Date

September 13, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 28 Number: 4

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1715532

IZ

https://izlik.org/JA32RR82KG

Cite

RIS / Bibtex

APA

Aksoy, M. M., & Kutur, K. M. (2025). TEK VE ÇİFT YÜZLÜ FOTOVOLTAİK SİSTEMLERİN SİMÜLASYON TABANLI PERFORMANS DEĞERLENDİRİLMESİ: OSMANİYE KORKUT ATA ÜNİVERSİTESİ UYGULAMASI. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(4), 1799-1811. https://doi.org/10.17780/ksujes.1715532