Yarım PV hücreler ve bunların enerji verimliliğindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of half PV cells and their effects on energy efficiency
Yazar: SEVGİ DUMAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ALÇI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güç kaybı = Power loss

Özet:
Fotovoltaik modüller için yeni bir teknoloji olan ve mevcut ticari modül sorunlarının üstesinden gelmeyi hedefleyen yarım hücreli PV modüller son birkaç yıl içerisinde ilgi çeker hale gelmiştir. Bu kavram adındanda anlaşılacağı üzere hücreden modüle (CTM) güç kayıplarını azaltarak daha yüksek verimlilik elde etmek amacıyla standart tam boyutlu bir hücrenin lazer aracılığıyla ortadan iki parçaya kesilmesi sonucu elde edilmektedir. Yarım hücreli PV modüllerin, az ışık koşullarında dahi yüksek performans sunması ve önümüzdeki yıllarda pazar paylarındaki ciddi artış tahminleri nedeniyle, onların PV hücreler ile elektrik üretiminde tercih edilmesine ve araştırılmaya değer bir konu olmasına neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında yarım PV hücreler ile ilgili kapsamlı bir literatür incelemesi yapılarak bu hücreler ile ilgili genel bilgilere ulaşılmaktadır. Daha sonra SmartCalc.CTMv1.3 programı yardımıyla hem yarım hem de tam hücreli birer PV panel tasarlanarak, bu panellerin hücreden modüle kayıp ve kazanç analizleri yapılmaktadır. Ek olarak Matlab/Simulink programında yer alan "Solar Cell" bloğu kullanılarak yarım ve tam hücreli PV panellerin kısmi gölgeleme analizleri gerçekleştirilmektedir. Yapılan araştırma ve analizler sonucunda yarım hücreli PV modüllerin standart modüllere göre, az ışık koşullarında dahi yüksek performans sunması, gölgelenmelerden standart tam hücreli modüllere göre daha az etkilenmesi, daha yüksek güç çıkışı sağlaması ve çalışma sıcaklık değerlerinin daha yüksek olması sonucu sıcak bölgelerde dahi yüksek verim ile enerji üretmeye devam etmesi gibi enerji verimliliğine pozitif katkı sağlayan bazı avantajlarının olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Half-cell PV modules, which are a new technology for photovoltaic modules and aim to overcome existing commercial module problems, have gained attention in the last few years. As the name suggests, this concept is obtained by cutting a standard full-size cell into two pieces by means of a laser in order to achieve higher efficiency by reducing power losses from the cell to module (CTM). Half-cell PV modules offer high performance even in low light conditions and due to the significant increase in market shares in the coming years, they are preferred in electricity generation with PV cells and are a subject worth researching. In this thesis, a comprehensive literature review about half PV cells is made and general information about these cells is reached. Then, with the help of SmartCalc.CTMv1.3 program, both half-cell and full-cell PV panels are designed and loss and gain analyzes of these panels are made from cell to module. In addition, partial shading analyzes of half and full cell PV panels are performed using the "Solar Cell" block in the Matlab/Simulink program. As a result of the research and analysis, half-cell PV modules offer higher performance than standard modules, even in low light conditions, are less affected by shadows than standard full-cell modules, provide higher power output, and have higher operating temperatures, resulting in high efficiency even in hot regions. It has been determined that there are some advantages that contribute positively to energy efficiency, such as continuing to produce energy.