Fotovoltaik panellerde nanoteknolojik hidrofobik kaplamanın panel verimi üzerindeki etkisi
Examining the effects of the hydrophobic coating on the photovoltaic panel efficiency
Yazar: BARIŞ EMRE ÖZHAN
Danışman: PROF. DR. KENAN DANIŞMAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Hidrofobik kaplamalar = Hydrophobic coatings

Özet:
Son yıllarda elektrik üretiminde dünyada ve ülkemizde yenilenebilir enerji kaynaklarının payı önemli ölçüde artmıştır. Bunun sebepleri arasında azalan sistem kurulum maliyetleri ve küresel iklim krizi yer almaktadır. Bir güneş enerji santralindeki fotovoltaik paneller, sistem verimine en büyük etkiye sahip bileşendir. Çevresel faktörlere maruz kalarak panellerde oluşan kirlenme, panelin çıkış gücünü doğrudan etkilemektedir. Özellikle az yağış alan bölgelerde ekstrem durumlarda kirlenmenin sebep olduğu kayıplar çıkış gücünü %40'a kadar azaltmaktadır.
Bu çalışmada fotovoltaik modüller hidrofobik malzeme ile kaplanarak kirlenmenin sebep olduğu güç kaybının ne derece azaltılabileceği araştırılmıştır. Hidrofobik kaplamanın etkilerini incelemek için Kayseri'de bulunan gerçek bir güneş enerji santralinde prototip bir sistem kurulmuştur. Çalışma hem doğu-batı eksenli güneşi takip eden santral için hem de güneye 30 derece eğimli sabit sistem santral için gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada birbiriyle tamamen aynı özelliklere sahip fotovoltaik modüller kullanılmıştır. Modüllere yük bağlanarak akım ve gerilim değerlerini kaydetmek için mikroişlemci tabanlı bir veri kaydedici tasarlanmıştır. Kaplamanın etkilerini değerlendirebilmek için kaplama yapılmış ve kaplama yapılmamış sistem verileri karşılaştırılmıştır. Değerlendirme sonucunda hareketsiz sistem için hidrofobik kaplamalı yapı hidrofobik kaplamasız yapıya göre %2,3 lük bir kazanç sağlarken, hareketli sistemde hidrofobik kaplamanın anlamlı bir etkisi olmamıştır.

Anahtar Kelimeler: Hidrofobik kaplama, Fotovoltaik Panel, Enerji Verimliliği, Güneş Enerji Santrali

Abstract:
In recent years, the share of renewable energy sources in electricity production has increased significantly in the world and in our country by reason of the decreased system installation costs and the global climate crisis. Photovoltaic panels are the components which have the greatest impact on system efficiency in a solar power plant. The pollution that occurs on the panels because of the environmental conditions directly affects the output power of the panel. In extreme cases, losses caused by pollution reduce the output power of the panel by up to 40%, especially in regions with low rainfall.
In this study, it was investigated how much power loss caused by pollution can be reduced by covering photovoltaic modules with hydrophobic material. To analyse the effects of the hydrophobic coating, a prototype system was set up in a real solar power plant in Kayseri. The study was carried out both for the solar tracker system from east to west and for the fixed system inclined 30 degrees to the south. In this study, identical photovoltaic modules were used. A microprocessor-based data logger was designed to record current and voltage values after a load was connected to the modules. In order to evaluate the effects of the coating, the data of coated and uncoated system were compared. As a result of the evaluation, hydrophobic coated fixed system provided a gain of 2.3% compared to the uncoated fixed system on the other hand, no significant gain was realized in the tracker system whether the panels are coated or uncoated.

Keywords: Hydrophobic coating, Photovoltaic Panel, Energy Efficiency, Solar Power Plant