Model bir PV/T trombe duvarın enerji analizi
The energy analysisofamodel PV/T trombe wall
Yazar: BAŞAK KUNDAKCI KOYUNBABA
Danışman: PROF. DR. ZERRİN YILMAZ ; YRD. DOÇ. DR. KORAY ÜLGEN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Enerji üretimi = Energy generation ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş pilleri = Solar cells

Özet:
Günümüzde kullanılan ticari güneş pilleri %20'den daha düşük bir verimle güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilmekte ve dönüşüm verimi, sıcaklık artışı ile ters orantılı olarak azalmaktadır. Güneş pillerindeki sıcaklık artışını önleyebilmek için kullanım amacına göre değişik formda ve yapılarda PV/T hibrit sistemler geliştirilmiştir.Binaların güneş alan cepheleri ile bütünleştirilen veya bina kabuğu olarak da kullanılabilecek PV/T hibrit sistemler güneş enerjisi uygulamalarının yeni bir türüdür. Burada amaç binaların güneş alan cephelerinde, güneş enerjisinden aynı anda hem elektrik enerjisi üretmek, hem de binaların ihtiyaç duydukları ısı enerjisini veya sıcak suyu karşılayabilmektir.Bu çalışma kapsamında, elektrik üretiminde kullanılan PV modül ve konut ısıtmasında kullanılan güneş duvarının birleşik bir sistem olarak kullanılması sonucu ortaya çıkan BEPV/T sistem ele alınmış ve Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü'nün zemin katındaki laboratuarın içine bir test odası inşa edilmiştir. Test odası Ege Üniversitesi'nin katkıları ile inşa edilmiştir. Sistemin sıcaklık verileri ve sisteme gelen ışınım verilerini almak üzere TÜBİTAK'ın katkıları ile datalogger, piranometre ve sensörler satın alınmış ve bu cihazlar sayesinde sistemin ölçüm sonuçları 10 dakikada bir alınarak bilgisayara kaydedilmiştir. Alınan ölçüm sonuçları kullanılarak CFX programında sistemin simülasyonu yapılmış ve hesap sonuçları, deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak modelin doğruluğu onaylanmıştır. Sistemde kullanılan yarı-geçirgen güneş pilinin geçirgenliğinin %10 olduğu, PV yüzeyinde ve duvarın ara boşluğa bakan yüzeyinde ışınım ölçümleri yapılarak tespit edilmiştir. Yarı-geçirgen güneş pilinin elektriksel verimi %4,5 olup, elektriksel verimin sıcaklığa bağlı değişimi Bulgular ve Tartışma kısmında yorumlanıp değerlendirilmiştir. Sistemin 05 Şubat tarihindeki ortalama termal verimi %20,3 bulunmuştur.Araştırmanın amacı, teorik bir model geliştirmek ve bu tür uygulamalar için performans değerlendirmesi yapmaktır. Oluşturulan bu model sayesinde sistem inşa edilmeden, farklı yerleşim yerlerinde, farklı ara boşluk kalınlıkları için, farklı duvar tiplerinde, farklı menfez açıklıkları için ve farklı özellikteki güneş pilleri için denenip o lokasyon için optimizasyona gidilmesi sağlanabilecektir.Bu sistem, yeni inşa edilecek binalara uygulanabileceği gibi mevcut binaların iyileştirilmesinde de kullanılabilmesi açısından önemlidir.Anahtar sözcükler: Güneş pili, güneş duvarı, PV/T sistem, enerji analizi.

Abstract:
Commercial PV?s used today convert solar energy to electricity with less than 20% efficiency and conversion efficiency has changed opposite to temperature increase. In order to prevent the increase in temperature several PV/T hybrid systems are developed in different forms and structures.PV/T hybrid systems, which should be united with buildings front sides or building shelves, are new types of solar energy implementations. The aim is to supply both electrical and heat energy for buildings from solar energy by using sun receiving sides.In this study, the hybrid BIPV/T system that consists of PV module for electricity generation and thermal mass for building heating is studied and a test room is built in the laboratory of the basement of Ege University Solar Energy Institute. The test room was built with the support of Ege University. Data logger, pyranometer and sensors were bought with the contribution of TÜBİTAK to measure the temperature and the radiation data. These devices record the data they measure every 10 minutes. Using the measurement results, the simulation of the system is made in CFX; the simulation and the measurement results are compared to verify the correctness of the simulation. The transmittance of the semi-transparent photovoltaic module is calculated as 10% from the radiation data measured on the PV module and on the surface of the façade facing inter-space. The electrical efficiency of the semi-transparent PV module is 4,5% and the electrical efficiency depending on the temperature is commented on and evaluated in Section ?Results and Discussion?. The overall thermal efficiency on February, 5th is 20,3%.The aim of this thesis is to develop a theoretical model to make performance evaluations for such applications. Via this simulation model, the optimization will be provided before constructing this system for different locations, inter-space distances, wall types, vent openings and for solar cells with different properties.This system can both be applied to new buildings and to existing buildings as a renovation.Keywords: Photovoltaic, solar wall, PV/T system, energy analysis.