Akustik dalgaların fotovoltaik güneş panellerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of effects of acoustic waves on photovoltaic solar panels
Yazar: YASİN APAK
Danışman: DOÇ. DR. SERKAN ALAGÖZ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Photovoltaik (PV) güneş panellerinin enerji üretim verimliliğini düşüren önemli faktörlerden biri panel yüzeyinin temizliğidir. Havada taşınan toz ve kirletici materyaller panel yüzeylerinde toplanmakta ve yüzeylerin ışık geçirgenliğini azaltarak enerji üretim verimliliğini düşürmektedir. Açık hava ortamlarında bulanan ve yüzlerce metre kare alana sahip PV panel yüzeylerinin temizliği uygulamada önemli bir sorun haline gelmiştir.
Panel yüzeylerinin, en az donanım, güç tüketimi gereksinimleri ile etkin temizliğinin sağlanması için yöntem geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında katı yüzeylerinde ilerleyen yüzey akustik dalgalarının panel temizliğinde uygulanma imkânları araştırılmıştır. Bu amaçla, panel yüzeyine yerleşen toz parçacıklarının koparılmasında etkin rol oynayan fiziksel mekanizmalar teorik olarak incelenmiştir. Kolomenskii ve ekibi tarafından önerilen mikron düzeyi parçacıkların koparılma analizi, makroskopik ölçeklere genişletilerek genelleştirilmiştir. Bu analiz ile toz parçacığının boyutlarına ve panel eğimine bağlı olarak toz koparım koşulları elde edilmiştir. Teorik bulguların etkileri, geliştirilen deney düzeneği ile yapılan deneysel çalışmalarla gözlemlenmiştir. Yapılan teorik ve deneysel çalışmalar sonucunda yüzey akustik dalgalarının PV panel temizliğinde etkin olabildiği durumlar ve yöntemin eksiklikleri tartışılmıştır.    

Anahtar Kelimeler : Akustik temizlik, akustik yüzey dalgaları, PV güneş panellerinin yüzey temizliği, parçacık koparımı süreçleri

Abstract:
Cleaning of panel surfaces is one of the substantial factors that decrease energy generation efficiency of Photovoltaic (PV) solar panels. The dust and spoiling materials, which is transported in air, can gather on panel surfaces and reduce energy generation efficiency by decreasing transparency of the surfaces. The cleaning of panel surfaces, which spreads hundreds of square meter area, becomes an important issue in application. 
 Several methods have been proposed to enable effective cleaning of panel surfaces with lesser hardware and power consumption requirements. In this study, contributions of surface acoustic waves, which can propagate surfaces of solids, to panel surface cleaning have been investigated. For this purpose, physical mechanisms, which play role in detachment process of particles residing on the panel surface, were considered theoretically. The analyses, given for detachment of micron level particles by Kolomenskii et al., are generalized by extending to macroscopic scales. By using these analyses, detachment conditions of dust particles, which depend on particle size and panel surface angle, have been obtained. Effects of theoretical findings were observed in experimental studies, which were conducted by developed experimental setup. According to results of theoretical and experimental studies, curcimsatances that acoustic surface waves are effective in PV panel surface cleaning, and the shortcomings of the method are discussed.
   
Keywords: Acoustic cleaning, acoustic surface waves, surface cleaning of PV solar panels, particle detachment process