Güneş panellerinde, güneş takip sistemlerinin ve panel kirliliğinin panel verimliliğine etkisinin incelenmesi
Examination of the impact of solar tracking systems and panel surface contamination on panel efficiency in solar panels
Yazar: ÇAĞDAŞ DETAY GEZGİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN GÜLLÜ
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Mekatronik = Mechatronics ; Mekatronik sistemler = Methacronics systems ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Günümüzde artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için çeşitli üretim 
yöntemlerine başvurulmaktadır. Artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için karbon 
salınımına sebep olan yenilenemeyen enerji kaynakları yerine alternatif yeşil enerji 
kaynakları tercih edilmeye başlanmıştır. Güneş enerjisi alternatif yeşil enerji kaynakları 
arasında yüksek potansiyele sahip olması nedeniyle oldukça ön plana çıkmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren güneş 
panellerinin verimliliklerinin arttırılması için güneş takip sistemlerinin ve yüzey 
kirliliklerinin panel verimine etkisi araştırılmış ve deneysel uygulamalar yapılmıştır. 
Hottel&Woertz metodu ile optimum panel eğim açıları hesaplanmıştır ve bunun 
yanında güneş açıları ile ülkemizde ve Avrupa'da güneş enerji potansiyelleri 
incelenmiştir.
Deneysel çalışma için iki adet hesaplamalı ve sensörlü olarak çalışabilen, panel 
eğim açısı el ile ayarlanabilen ve doğu-batı yönünde tek eksenli güneş takibi yapabilen 
güneş takip sistemi, bir adet panel eğim açısı el ile ayarlanabilen sabit sistem bilgisayar 
ortamında CAD programı yardımıyla tasarlanmış ve üretimi yapılmıştır. Çalışmada tüm 
güneş panellerinden ölçülen veriler her beş dakikada bir kaydedilmiştir. Kaydedilen 
veriler bilgisayar ortamına aktarılarak verim karşılaştırmaları ve hesaplamalar 
yapılmıştır.
Çalışmada panel yüzey kirliliklerinden bağımsız yapılan karşılaştırmalarda; 
güneşli bir günde hesaplamalı tip güneş takip sistemlerinin sabit eğim açılı güneş paneline 
göre yaklaşık %49,7 daha verimli, beş gün boyunca toplanan verilere göre sensörlü tip 
güneş takip sisteminin hesaplamalı tip güneş takip sistemine göre yaklaşık %1,7 daha 
verimli olduğu sonucuna varılmıştır.
Doğal olarak kirlenmeye bırakılan sensörlü tip güneş takip sistemleri ve sabit 
eğim açılı güneş panelinin 27 gün boyunca yağmursuz geçen sürenin ardından, yüzey 
kirlilikleri incelenmiş ve aralarındaki verim farklılıkları karşılaştırılmıştır. Yüzey 
kirliliğine bağımlı olarak yapılan karşılaştırmalarda; sensörlü tip güneş takip sistemli 
yüzeyi temizlenen güneş panelinin, sensörlü tip güneş takip sistemli yüzeyi kirli bırakılan 
güneş paneline göre yaklaşık %7,9 daha verimli olduğu; sensörlü tip güneş takip sistemli 
yüzeyi kirli bırakılan güneş panelinin, sabit eğim açılı yüzeyi kirli bırakılan güneş 
paneline göre yaklaşık %36,2 daha verimli olduğu; sensörlü tip güneş takip sistemli 
yüzeyi temizlenen güneş panelinin, sabit eğim açılı yüzeyi kirli bırakılan güneş paneline 
göre yaklaşık %46,98 daha verimli olduğu hesaplanmıştır.

Abstract:
In this age, various energy production methods are used to meet the increasing 
energy needs. In order to meet the increasing energy needs, alternative green energy 
sources are being chosen instead of non-renewable energy sources, which cause carbon 
emissions. Solar energy is recognizably up front because of its high potential among 
alternative green energy sources.
In this thesis study, in order to increase the efficiency of solar panels which 
convert the solar energy into electrical energy, impact of surface contamination and solar 
tracking systems on panel efficiency has been examined and experimental studies has 
been conducted. 
Optimum panel tilt angles were calculated with the Hottel&Woertz method 
besides this sun angles and solar energy potentials in Turkey and Europe were examined.
For the experimental study, two piece of solar tracking system that can work as 
angle-calculated and sensor-based, that tilt angle of its panels can be manually fixed, that 
has single-axis sun tracking in the east-west direction and one piece of fixed tilted system 
that tilt angle of its panel can be manually fixed has been designed and produced via CAD 
program in computer. The data measured in all solar panels in this study were recorded 
every five minutes. The recorded data has been transferred to the computer, and data 
comparisons and calculations has been performed.
In the comparisons that are made without taking panel surface contamination into 
consideration, it was concluded that on a sunny day, angle-calculated solar tracking 
systems are approximately 49.7% more efficient than the fixed tilted system, and 
according to the data that has been received for five days, the sensor-based solar tracking 
system is approximately 1.7% more efficient than the angle-calculated solar tracking 
system.
After leaving the sensor-based solar tracking systems and fixed tilted system to be 
naturally polluted for 27 days of rain-free period, surface contaminations were examined 
and efficiency differences between the systems were compared. In the comparisons that 
are made by taking panel surface contamination into consideration, it was concluded that 
the clean surfaced solar panel that has sensor-based solar tracking system is 
approximately 7.9% more efficient than the dusty surfaced solar panel that has sensorbased solar tracking system, and dusty surfaced solar panel that has sensor-based solar 
tracking system is approximately 36.2% more efficient than the dusty surfaced solar panel 
that has fixed tilted system, and the clean surfaced solar panel that has sensor-based solar 
tracking system is approximately 46.98% more efficient than the dusty surfaced solar 
panel that has fixed tilted system.