Güneş enerjisi panellerinde bor bileşiklerinin etkilerinin incelenmesi
Investigation of effects of boron compounds on solar energy panels
Yazar: KAAN KOÇALİ
Danışman: PROF. DR. ŞAFAK GÖKHAN ÖZKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Borik asit = Boric acid ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems

Özet:
Enerji, bugün sahip olduğumuz medeniyetin temel taşlarından birini oluşturmaktadır ve  kalkınmanın bir göstergesi durumundadır. Ancak son dönem enerji üretim ve tüketim yöntemleri ile yerine yenisi konulamayacak enerji kaynaklarımız tüketilmektedir. Enerji üretiminde hem yenilenebilir hem de çevreyle uyumlu kaynakların araştırılması ve geliştirilmesi gerekmektedir. Güneş enerjisi, sahip olduğu potansiyel ve kullanım kolaylığı ile diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla daha kolay bir şekilde yaygınlaşabilecek bir fırsata sahiptir. Tarih boyunca kullanılmasına rağmen gelişen teknoloji ile birlikte borun önemi daha da artmıştır. Yakıttan, silah ve uzay sanayine kadar hemen hemen her alanda kullanılan bor madeni bakımından Türkiye büyük bir öneme sahiptir. Gerek çıkarılan bor minerallerinin kalitesi gerekse çıkarma koşullarının uygunluğu nedeniyle bor, Türkiye için büyük bir ekonomik kaynak özelliği taşımaktadır.

Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynakları arasında hem sahip olduğu mevcut potansiyel hem de üretim teknolojileri bakımından farklı ve önemli bir yeri olan güneş kaynaklı enerji üretim sistemleri ve güneş panellerinde kullanılan kaplama camın yerine bor katkılı borosilikat cam kullanımının sisteme olan verimi araştırılmıştır. Bu amaç kapsamında yapılan deneysel çalışmalarda piyasada tercih edilen ve enerji üretiminde kullanılan güneş paneli kullanılmıştır. Bu güneş panelinin akım–gerilim ve akım–güç değerleri incelenmiştir. Panel üzerinde bulunan koruyucu cam sökülmüştür. Bor bileşiği katkılı kaplama cam yapımına geçilmiş ve yapılan yeni camlar ile panel tekrardan birleştirilmiş ve test edilmiştir. Silikon hücrelerin yapısının belirli olması sebebiyle panelin sadece kaplama camının değişimine odaklanılmıştır. Cam kaplamalar 2 mm, 3 mm ve 4 mm kalınlıkta üretilmiştir. Öncelikle bu camların hemisferik aydınlatma testleri yapılmıştır ve test koşulları için uygun ışık türü belirlenmiştir. Test koşullarının oluşturulması ile bu kaplamalar standart güneş pili üzerine konularak akım–gerilim ve akım–güç değerleri ölçülmüştür. Daha sonra aralarında sistematik olarak seri ve paralel bağlanarak sistemin çalışma verimi incelenmiştir.

Sonuçta yeni kaplama camlarının fotovoltaik güneş panelindeki akım-gerilim ve akım-güç değerlerine etkisi irdelenerek, bu camların kaplama camı olarak tercih edilip edilmeyecekleri tartışılmıştır.

Abstract:
Energy is one of the cornerstones of civilization we have today and has been an indicator of the development. However, energy sources which can not be put instead of the new one has been consumed with the recent energy production and consumption methods. Renewable and environmentally energy resources are needed to research and development. Solar energy has an opportunity to be preferred faster than the other renewable energy sources with the potential and ease of use. The importance of boron has increased with developing technology despite the history its using through the history. Boron mines have a great significance for Turkey with using in fuel, weapons, aerospace industry and almost every area. Boron mines have a huge economic resource in Turkey because of the quality of the extracted boron minerals and the compatibility of mining conditions.

In this study, we investigated solar based energy generating systems which have different and important place in terms of production technology and existing owned potential from renewable energy sources and the efficiency of using borosilicate glass instead of coated glass in solar panel. In experimental studies; we preferred solar panels used for energy generation in the commercial market and examined current-voltage and current-power values of the solar panel. Protective glass panel was removed then we started to make protective glasses with boron compound and panel re-constructed with new glasses and tested. We focused only on the change of the coated glass panel because the structure of the silicon cell are well-defined. The covering glasses were produced at 2 mm, 3 mm and 4 mm thicknesses. Hemispheric lighting test was performed on this new covering glass and light type choosed for solar panel tested. The panel with new covering glass was tested by measuring current-voltage and current-power. Then systematically panels connected in series and parallel to system and operating efficiency were also investigated.

In conclusion, current-voltage and current-power values of photovoltoic panels were investigated for new covering glasses and use possibility of this new type of glass was discussed.