Endüstriyel kirliliğin güneş paneli verimine etkisi: Karabük örneği
The impact of industrial pollution on solar panel efficiency: The case of Karabük
Yazar: MUSTAFA ALİ TÜTÜNCÜ
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET KAYFECİ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Günümüzde hızla artan enerji ihtiyacı, fotovoltaik (PV) panel teknolojisinin gelişmesi ve ucuzlaması ile birlikte güneş panellerine olan talebi artırmıştır. Güneş enerjisi santrali (GES) kurulum öncesi sistem tasarımı ve fizibilite çalışmaları bu noktada hayati önem taşımaktadır. Kurulumdan sonra tesisin bakımı ve temizliği panellerin verimini önemli ölçüde etkilemekte olup bulunduğu çevre yapısı ile doğrudan ilgilidir. Tesis kurulmadan önce yapılacak fizibilite çalışmalarında panellerin kirlenmesine neden olabilecek çevre şartlarının da göz önünde bulundurulması gerekmektedir. 

Bu çalışmada, Merkez Karabük ili Öğlebeli Sanayi Sitesinde kurulumu yapılmış bir Güneş enerjisi santrali yıllar içerisinde temizlenmeden üzerinde biriken tortunun güneş 
paneli verimine etkisi incelenmiştir. Panellerin üzerinden alınan tortunun içerisinde analiz sonuçlarına göre en yoğun kirletici madde %37,37 oranla demir oksit (Fe2O3), daha sonra %29,30 oranla Kalsiyum Oksit (CaO) vardır. Hazırlanan deney düzeneğinde kirlenmiş olan iki adet 250 W polikristal güneş panelinin biri temizlenmiş ve diğeri %75, 60, 45, 30 ve 15 oranlarında kirli bırakılarak deneysel ölçümler yapılmıştır. Güneş panelleri 25° açı ile ve aynı konstrüksiyon üzerinde eşit şartlarda incelenerek endüstriyel kirlenmenin panel verimine etkisi incelenmiştir.

Yapılan deneylerde, görüntü analizi sonucuna göre %75, 60, 45, 30 ve 15 kirli olan bir panelin elektriksel verim kayıpları sırasıyla %45, 39, 38, 35,3 ve 34,8 olarak hesaplanmıştır. Panel arkası sıcaklıkları ise temiz panelde yaklaşık 44-48 °C aralığında sıcaklıklara ulaşırken, %75, 60, 45, 30 ve 15 kirli panellerde ise sırasıyla yaklaşık 45, 42, 42, 43 ve 43,5 °C olarak ölçüşmüştür. 

Anahtar Sözcükler	:	Güneş santrali, Fotovoltaik panel, verimlilik, endüstriyel kirlenme.
Bilim Kodu	: 92802

Abstract:
In recent years, the rapidly increasing energy demand, along with the advancement and cost reduction in photovoltaic (PV) panel technology, has significantly boosted the demand for solar panels. In this context, system design and feasibility studies for solar power plants (SPPs) before installation are of critical importance. The maintenance and cleaning of the facility after installation significantly affect the efficiency of the panels and are directly related to the environmental conditions. In the feasibility studies to be conducted before the installation of the facility, environmental conditions that may cause pollution on the panels should also be taken into consideration.

This study investigates the impact of the accumulation of residue on solar panel efficiency over the years without cleaning, in a solar power plant installed in the Öğlebeli Industrial Site in the Karabük city centre.
 
According to the analysis results, the most abundant pollutant found in the residue collected from the panels is iron oxide (Fe2O3) at 37.37%, followed by calcium oxide (CaO) at 29.30%. In the experimental setup prepared, two 250 W polycrystalline solar panels were used—one was cleaned, while the other was left dirty at 75%, 60%, 45%, 30%, and 15% degrees of contamination for experimental measurements. The solar panels were examined under equal conditions on the same construction at a 25° angle to investigate the impact of industrial pollution on panel efficiency.

In the experiments, based on the image analysis results, the electrical efficiency losses for the panels with 75%, 60%, 45%, 30%, and 15% contamination were calculated as 45%, 39%, 38%, 35.3%, and 34.8%, respectively. While the back panel temperatures of the clean panel reached approximately 44-48°C, the temperatures for the panels with 75%, 60%, 45%, 30%, and 15% contamination were measured as approximately 45, 42, 42, 43, and 43.5°C, respectively.

Keywords: Solar power plant, Photovoltaic panel efficiency, Industrial pollution.

Science Code	:	 92802