Fotovoltaik panellerin nanoakışkan ile soğutularak verime etkilerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effects of photovoltaic panels on cooling by nanofluid
Yazar: YUNUS ÖZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NEŞE BUDAK ZİYADANOĞULLARI
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akışkanlar = Fluids ; Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Paneller = Panels ; Soğutma = Cooling ; Verim = Yield

Özet:
Bu tez çalışmasında, PV panellerde ısınmadan kaynaklı kayıpları azaltmak ve panel verimini arttırmak amacıyla nanoakışkanla soğutma çalışması gerçekleştirilmiştir. PV panellerin arka yüzeyine döşenen bakır borulardan akışkan geçirerek panelin sıcaklığını düşürmek suretiyle yapılan çalışma su ve nanoakışkanlarla tekrar edilmiştir. Nanoakışkan olarak hacimce %1, %0,1 ve %0,01 partikül içeren Al2O3 ve TiO2 kullanılmıştır. Yapılan testlerde iki özdeş güneş paneli aynı anda kullanılmış olup testlere başlamadan önce iki özdeş panel aynı anda çalıştırılıp akım ve gerilim değerlerini eşitleyecek bir katsayı belirlenmiştir. Bu katsayının belirlenme amacı üretimden kaynaklanan paneller arasındaki güç farkını bertaraf etmektir. Daha sonra soğutma sistemi çalıştırılıp panellerden çıkan akım ve gerilim değerleri kaydedilmiştir. Alınan ölçümlere göre soğutulan panelde gerilimin arttığı ve bu artışın su, Al2O3 (%0,01), Al2O3 (%0,1), Al2O3 (%1), TiO2 (%0,01), TiO2 (%0,1), TiO2 (%1) için sırasıyla %7,58, %8,19, %7,71, %7,92, %8,34, %7,97 ve %8,13 şeklinde olduğu görülmüştür. Panel verimleri incelendiğinde Su için ortalama %7,30 daha fazla verim sağlanırken Al2O3 (%0,01), (%0,1), (%1) için sırasıyla %7,32, %6,89, %7,55 ve TiO2 (%0,01), (%0,1), (%1) için ise sırasıyla %8,17, %7,39, %8,32 şeklinde gerçekleşmiştir. Değerler incelendiğinde TiO2 nanoakışkanının Al2O3 nanoakışkanından daha fazla verim sağladığı görülmektedir. Akışkanlarım hacim fraksiyonları incelendiğinde %0,01 ile %1 partikül içeren nanoakışkanların verim değerlerinin birbirine yakın olduğu, %0,1 partikül içeren nanoakışkanın verim değerinin diğerlerinden düşük olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan testler neticesinde optimum nanoakışkan yüzdesinin %0,01 olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, nanofluid cooling study was carried out in order to reduce the losses caused by heating and increase the panel efficiency in PV panels. The study was carried out by lowering the temperature of the panel by passing fluid through the copper pipes laid on the back surface of the PV panels. And repeated with water and nanofluids. Al2O3 and TiO2 containing 1%, 0.1% and 0.01% particles by  olüme were used as nanofluids. In the tests, 2 identical solar panels were used at the same time, and before starting the tests, two identical panels were operated at the same time and a coefficient was determined to equalize the current and voltage values. The purpose of determining this coefficient is to eliminate the power difference between the panels resulting from production. Then, the cooling system was started and the current and voltage values of the panels were recorded. According to the results, the voltage increased in the cooled panel. From the voltage viewpoint, by using water, Al2O3 (0.01%), Al2O3 (0.1%), Al2O3 (1%), TiO2 (0.01%), TiO2 (0.1%) and TiO2 (1%), the increase of the voltage of PV panels is 7.58%, 8.19%, 7.71%, 7.92%, 8.34%, 7.97% and 8.13%, respectively. When panel efficiencies are examined, an average efficiency is achieved 7.30% for water, while 7.32%, 6.89%, 7.55% by using Al2O3 (0.01%), (0.1%), (1%) respectively and by using TiO2 (0.01%), (0.1%) and (1%), it is 8.17%, 7.39% and 8.32%, respectively. When the values are examined, it is seen that TiO2 nanofluid provides more efficiency than Al2O3 nanofluid. When the nanofluid  olüme fractions were examined, it was observed that the efficiency values of nanofluids containing 0.01% and 1% particles were close to each other, and the efficiency value of nanofluids containing 0.1% particles was lower than the others. As a result of the tests, it was determined that the optimum nanofluid percentage is 0.01%.