Fotovoltaik modüllerde elektrostatik temizleme yöntemiyle tozlanma kayıplarının azaltılması
Mitigation of soiling loss on photovoltaic modules by using electrostatic cleaning
Yazar: HARUN GÜMÜŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ METE ÇUBUKÇU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez kapsamında, fotovoltaik panellerin üzerinde oluşan tozlanma ve bu tozlanmayı gidermek adına kullanılan elektrostatik temizleme tekniği ele alınmıştır. Bu çalışmada, öncelikle toz oluşum sebepleri ve tozun panel üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ardından, temizleme yöntemlerinden bahsedilmiştir ve elektrostatik temizleme yöntemi değerlendirilmiştir. Oluşturulan elektrostatik temizleme sisteminde, bakır iletkenlerle ızgara şeklinde bir yapı tasarlanmıştır. İletkenler, bu yapıda, birbirine artı ve eksi kutuplar dik olacak şekilde yerleştirilmiştir. Sonrasında, iletkenlere yüksek gerilim verilerek ve panel yüzeyinde elektrostatik alan oluşturarak temizleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu temizleme işleminin değişkenleri gerilim, toz yoğunluğu ve temizleme işleminin süresi olarak belirlenmiştir. Öncelikle temizleme işleminin süresi belirlenmiştir. Süre arttıkça, temizleme veriminin de arttığı, ancak belirli bir noktadan sonra (3 dk.) bu artışın göz ardı edilebileceği tespit edilmiştir. Elektrostatik temizleme işlemi için makul süre belirlendikten sonra gerilim miktarının bu temizleme üzerindeki etkisi incelenmiştir. Gerilim miktarı yükseltildikçe, temizleme veriminin de arttığı tespit edilmiştir. 300 mg toz ve 3 dk. boyunca yapılan temizleme işlemlerinde bakır iletkenlere 2,5 kV, 3 kV ve 3,5 kV gerilim uygulanmıştır. Elde edilen temizleme verimleri sırasıyla % 59,52, % 71,39 ve % 83,36'dır. Son olarak, panel üzerindeki toz yoğunluğunun temizleme performansına etkisi değerlendirilmiştir. Toz yoğunluğu belirli bir miktarın altında veya belirli bir miktarın üstünde ise temizleme performansının düştüğü gözlemlenmiştir. Bu temizleme sisteminin en büyük avantajı, temizleme işlemi sırasında su kullanılmaması ve panellere herhangi bir zarar verilmemesidir.

Abstract:
Within the scope of this thesis, the dusting that occurs on photovoltaic panels and the electrostatic cleaning technique used to remove this dusting are discussed. In this study, firstly, the reasons of dust formation and the effects of the dust on the panel are examined. Then, cleaning methods were mentioned and electrostatic cleaning method was evaluated. In the electrostatic cleaning system created, a structure in the form of a grid with copper conductors was designed. Conductors are placed in this structure with the positive and negative poles perpendicular to each other. Afterwards, high voltage was applied by changing polarity with 1 Hz to the conductors and the cleaning process was performed by creating an electrostatic field on the panel surface. The variables of this cleaning process are determined as the voltage, the amount of dust and the duration of the cleaning process. First of all, the duration of the cleaning process was determined. It was determined that as the duration increases, the cleaning efficiency rises, but after a certain point (3 min.) this increase can be ignored. After determining a reasonable time for the electrostatic cleaning process, the effect of the amount of voltage on this cleaning was examined. It was found that higher voltage means better cleaning efficiency. 2.5 kV, 3 kV and 3.5 kV voltage was applied to copper conductors throughout 3 minutes with 300 mg dust on the panel. The cleaning efficiencies were 59.52 %, 71.39 % and 83.36 %, respectively. Finally, the effect of the amount of dust on the cleaning performance was evaluated. It was observed that the cleaning performance decreases if the amount of dust is below or above certain amount. The biggest advantage of this cleaning system is that no water is used during the cleaning process and no damage is caused to the panels.