Soğutmalı bir fotovoltaik sistemin (PV/T) performans analizinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of performance analysis of a cooled photovoltaic system (PV/T)
Yazar: AHMED MOHAMMED JAMAL AMRLE
Danışman: DOÇ. DR. OĞUZHAN ERBAŞ
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrik üretimi = Electricity generation ; Fotovoltaik = Photovoltaic ; Performans analizi = Performance analysis ; Verimlilik = Productivity ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji verimliliğinde artırılması, yerel enerji potansiyelinin maksimum verimle sürdürülebilirliğinin sağlanması ve enerji dönüşüm sistemlerinin minimum maliyetle daha verimli hale getirilmesi için uygulanması gereken optimum tasarımın belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Güneş enerjisi üretim sistemlerinde fotovoltaik (PV) panel hücrelerinin sıcaklığı işlem sırasında artar ve bu durumda panel verimi düşer. Sonuç olarak; Yüzey ısınmasına bağlı olarak panelin elektriksel verimi de düşer. Panel yüzeyi soğutularak verimlilik düşüşü en aza indirilebilir. Bu çalışmada; Kütahya bölgesinin iklim koşulları göz önünde bulundurularak her biri 395 W gücünde olan fotovoltaik (PV) panellerin seçilen farklı soğutma yöntemleri ile çalışma sıcaklıklarının düşürülerek verimlerinin arttırıldığı deneysel olarak incelenmiştir. Kütahya bölgesinin enlemi dikkate alınarak paneller 30° açıyla yerleştirildi. Bu amaç için; PV panel hücrelerinin sıcaklığını düşürmek için iki farklı yöntem uygulanmıştır. Sistemde ilk olarak su sirkülasyonlu soğutma yöntemi, ikinci olarak sistemde hava sirkülasyonlu soğutma yöntemi uygulanmıştır. Ayrıca aynı özelliklere sahip monokristal panel tipi soğutmasız olarak çalıştırılmıştır. Her panel uygulaması için güneş radyasyonu, panel sıcaklığı, güç, akım ve gerilim gibi panel karakteristik değerleri ölçülmüştür. Hem soğutma sistemli hem de soğutmasız sistemli panellerden elde edilen performans ve elektrik üretim değerleri arasında karşılaştırma yapılmıştır.

Abstract:
It is of great importance to determine the optimal design that should be applied in order to increase the renewable energy resources in energy efficiency, to ensure the sustainability of the domestic energy potential by using the maximum efficiency and to make the energy conversion systems the most efficient with the least cost. In solar power generation systems, the temperature of the photovoltaic (PV) panel cells increases during the process and in this case, the panel efficiency decreases. As a result; Depending on the surface heating, the electrical efficiency of the panel also decreases. Efficiency reduction can be minimized by cooling the panel surface. In this study; Considering the climatic conditions of the Kütahya region, it has been experimentally investigated that the operating temperatures of photovoltaic (PV) panels, each of which has a power of 395 W, are reduced by different cooling methods selected and thus increasing their efficiency. Considering the latitude of the Kütahya region, the panels were placed at 30°. For this purpose; Two different methods have been applied to reduce the temperature of PV panel cells. Firstly, water circulation cooling method was applied in the system, and secondly, air circulation cooling method was applied in the system. In addition, a monocrystalline panel type with the same characteristics was operated without cooling. For each panel application, panel characteristic values such as solar radiation, panel temperature, power, current and voltage were measured. A comparison was made between the performance and electricity production values obtained from the panels with both types of cooling systems and the uncooled system.