V-oluk tipi yoğunlaştırıcıların fotovoltaik uygulamalar için değerlendirilmesi
Evaluation of v-trough type solar concentrator for photovoltaic applications
Yazar: MUSTAFA ÇAKMAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABİD USTAOĞLU
Bartın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Bu çalışmada, V-oluk tipi yoğunlaştırıcının yansıtıcı reflektör olarak kullanıldığı görüntüsüz yoğunlaştırıcı ile fotovoltaik panelin birleştirilmesi sonucu oluşturulan yoğunlaştırıcı fotovoltaik (CPV) sistemde, yansıtma oranları farklı reflektör kullanımının PV yüzeyindeki ısınmaya etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Öncelikle literatür çalışması yapılarak V-oluk tipi yoğunlaştırıcılar ile fotovoltaik sistemler ve bu iki sistemin bir arada bulunduğu uygulamalar araştırılmıştır. Yansıtma oranları ortalama olarak %71.6 ile %91.3 olan iki farklı reflektör ile fotovoltaik panellerin birleştirildiği V-oluk yoğunlaştırıcı-PV sistemler ile PV sistemin deneysel olarak performansları ölçülmüştür. Sistemlerin maliyet analizi yapılarak geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Ölçümlerin sonucunda SM-CPV sistemden elde edilen çıkış gücü MS90-CPV sistemden %43, PV sistemden %18 fazladır. SM-CPV sistemden elde edilen akım, MS90-CPV sistem ile PV sistemden ortalama olarak sırasıyla %38 ve %13 daha yüksektir. SM-CPV sistemin VOC değeri, MS90-CPV sistemden daha yüksek iken, MS90-CPV sistemden elde edilen ISC, SM-CPV sistem ile PV sistemden ortalama olarak sırasıyla %16 ve %47 yüksektir. MS90-CPV sistemin ortalama PV yüzey sıcaklığı SM-CPV sistemden %11.9, PV sistemden %13.8 fazladır. Sistemlerden elde edilen çıkış gücünün fotovoltaik modül yüzey sıcaklığından doğrudan etkilendiği tespit edilmiştir. SM-CPV sistemin kurulum maliyeti, reflektör fiyatının ekonomik oluşu sebebiyle MS90-CPV sisteme göre yaklaşık olarak %34 daha uygundur. Maliyet analizi sonucunda geri ödeme süresi SM-CPV sistemin 5 yıl, MS90-CPV sistemin 18 yıl, PV sistemin ise 6 yıl olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, the effect of different reflector materials on PV cell temperture was experimentally investigated V-through concentrator, which is a non-imaging concentrator, was considered for the concentrating photovoltaic (CPV) system. Firstly, the literature survey was carried out. V-trough combined photovoltaic system and its applications were investigated. V-trough-PV system were designed, produced, and its experimental setup was installed. Two different V-trough reflectors having average reflectivites of 91.3% and 71.6% were adapted to the photovoltaic system. Their performances were experimetnally compared with 1-Sun PV system. The cost analysis of the systems was made and the repayment  periods were calculated. The output power obtained from the SM-CPV system is 43% higher than the MS 90-CPV system and 18% higher than the PV system at the result of measurements. The current obtained from the SM-CPV system is 38% higher and 13% higher than the MS90-CPV system and PV system on average, respectively. While the VOC value of the SM-CPV system is higher than the MS90-CPV system, the ISC obtained from the MS90-CPV system is 16% and 47% higher than the SM-CPV system and PV system on average, respectively. The average PV surface temperature of the MS90-CPV system is 11.9% higher than the SM-CPV system and 13.8% higher than the PV system. It was determined that the output power obtained from the systems was directly affected by the surface temperature of the photovoltaic module. The cost of installation of the SM-CPV system is approximately 34% more favorable than the MS90-CPV system due to the economic cost of the reflector. As a result of the cost analysis, the repayment  period was calculated as 5 years for SM-CPV system, 18 years for MS90-CPV system and 6 years for PV system.