DUYGU KUZKAYA

Yüksek Değerli Mahsuller İçin Tarımsal Fotovoltaik Sistemlerin Tasarımı: Tropikal ve Kurak Bölgeler İçin Sürdürülebilir Bir Yaklaşım

Abstract

Tarımsal fotovoltaik (AgriPV) sistemler, ortak arazilerde gıda ve elektriğin birlikte üretilmesine yönelik cazip bir yol sunmaktadır; ancak erken aşama tasarımlar nadiren fotovoltaik (PV) geometrisini ürüne özgü ışık eşikleriyle ve yerel hidro-iklim koşullarıyla uyumlu hale getirmektedir. Bu çalışma, Türkiye’nin iki zıt iklim bölgesinde (Harran (sıcak yarı kurak, Köppen BSh) ve Manavgat (sıcak yarı tropikal Akdeniz, Köppen Csa)) ürüne uyumlu bir tasarım çerçevesi geliştirip değerlendirmektedir. Standart çift taraflı c-Si modülleri, üç farklı örtü oranında (CR = 35, 50, 60%) A şeklinde (sırt) ve V şeklinde (vadi) tipolojilerde yapılandırılmıştır. Yer seviyesindeki ışınım alanları, Ladybug/Honeybee eklentileriyle Rhinoceros 3D kullanılarak simüle edilmiştir; Aylık ortalamalar altı sanal örnekleme noktasından çıkarıldı ve ürün eşikleriyle karşılaştırma için alt panel fotosentetik foton akı yoğunluğuna (PPFD) dönüştürüldü: avokado 400–700, kahve 200–400, safran 200–400 ve çörek otu 350–500 μmol m⁻² s⁻¹. Artan CR, PPFD’yi sistematik olarak düşürdü; V şeklindeki çerçeveler, merkezi bir koridor aracılığıyla daha mekansal olarak homojen gölge oluştururken, A şeklindeki çerçeveler daha fazla sıra içi dağılıma sahip yanal gölge lobları oluşturdu. Safran en iyi CR ≈ %50–60’ta, çörek otu CR ≈ %35–50’de, kahve CR ≈ %50–60’ta ve avokado CR ≈ %35–50’de desteklendi. Entegre yağmur suyu toplama kanalları, sulama ve modül temizliği için operasyonel ek faydalar sunmaktadır. Bu çerçeve, kurak ve ılıman Akdeniz iklimlerinde bitki ışık gereksinimleri, çift taraflı fotovoltaik performans ve su yönetimi arasında pratik bir uzlaşma olarak, tipolojiye uygun geometriye sahip orta düzeyde kapsama alanını tanımlar.

Biyografi

Dr. Duygu Kuzyaka, ODTÜ-GÜNAM’da fotovoltaik, nanoteknoloji ve tarımsal fotovoltaik sistemler konusunda uzmanlaşmış kıdemli bir araştırmacıdır. 2019 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi’nden Mikro ve Nanoteknoloji alanında doktora derecesini, aynı alanda yüksek lisans ve Hacettepe Üniversitesi’nden Fizik Eğitimi lisans derecelerini aldıktan sonra almıştır. Doktora araştırması fotokatalitik ince filmler ve gelişmiş nanoyapılı malzemeler üzerine yoğunlaşırken, önceki çalışmaları nanopartikül entegrasyonu yoluyla organik güneş pillerinin verimliliğinin artırılmasına katkıda bulunmuştur. Geniş araştırma ve endüstri deneyimine sahiptir. Uzmanlığı fotovoltaik sistemler, ince film teknolojileri, nanomalzemeler, fotokataliz ve enerji depolama sistemlerini kapsamakta olup, son zamanlarda tarımsal fotovoltaik sistem tasarımı ve optimizasyonuna yoğunlaşmıştır. Ayrıca lisans fizik dersleri vererek ve araştırma faaliyetlerini denetleyerek akademiye de katkıda bulunmuştur. Dr. Kuzyaka, fotovoltaik, nanomalzemeler ve sürdürülebilir enerji sistemleri alanlarında çok sayıda yüksek etkili dergi makalesi ve konferans sunumu kaleme almıştır. Güneş enerjisini tarımla entegre eden yenilikçi çözümlere katkıda bulunduğu Horizon Europe projeleri de dahil olmak üzere uluslararası araştırma işbirliklerinde aktif olarak yer almaktadır. Çalışmaları, sürdürülebilir ve verimli enerji teknolojilerinin geliştirilmesini destekleyen deneysel araştırma, sistem tasarımı ve simülasyon tabanlı analizi bir araya getirmektedir.