Hatay iklim koşullarında fotovoltaik modül yüzey sıcaklığının modül verimine etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of module surface temperature on the efficiency of photovoltaic module in Hatay climate conditions
Yazar: SEREN YAVER
Danışman: DOÇ. DR. CENGİZ KARACA
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş paneli = Solar panel

Özet:
Doğal kaynakların tükenmesi, çevre kirliliği nedeniyle ekolojik dengenin bozulmaya başlaması, enerji üretiminin yüksek maliyeti, bizi farklı ve temiz kaynaklardan enerji üretilmesi konusunda duyarlı olmaya zorlamaktadır. Fotovoltaik (PV) hücreler güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. PV hücrenin elektriksel verimliliği, hücrenin sıcaklık artışından olumsuz etkilenir. PV modüllerde sıcaklık artışı nedeniyle en fazla etkilenen parametre açık devre voltajıdır. Sıcaklığın artması PV hücrelerin kısa devre akımını arttırırken açık devre gerilimini azaltır. Sıcaklığın yükseltilmesi, devredeki elektronların hızını düşürerek direnci arttırır. Ayrıca sıcaklık PV hücre malzemesinin termal bozunumunu artırıcı bir etki ile hücrelerin etkin verim ömürlerini de azaltmaktadır. Bu nedenle güneş ışınımı emilimi sırasında çalışma sıcaklığını düşürmek sistemin verimliliğini, güç kapasitesini ve ömrünü arttırmaktadır. PV modül yüzey sıcaklıklarını azaltmanın çeşitli yöntemleri vardır. Bu yöntemlerden bir tanesi su ile modül yüzeyinin soğutmasıdır. Bu çalışmada Hatay iklim koşullarında PV/T (Fotovoltaik/Termal) modülde (hibrit modül) soğutcu akışkan olarak su kullanılarak modül yüzey sıcaklığının azaltılmasının modül veriminde meydana getirdiği değişimler belirlenmiştir. Modül yüzeyi soğutularak elektrik üretim veriminde % 52,6 oranına varan artış sağlanmıştır. Hatay iklim koşullarında PV modüllerin yüksek verimde çalışabilmesi için yüzey sıcaklığının 55 oC' ün üzerine çıkmaması önerilebilir.

Abstract:
The depletion of natural resources and the deterioration of the ecological balance due to environmental pollution, the high cost of energy production, forces us to be sensitive about generating energy from different and clean sources. Photovoltaic (PV) cells are systems that convert solar energy into electrical energy. The electrical efficiency of the PV cell is adversely affected by the increase in temperature of the cell. The most affected parameter due to the increase in temperature in PV modules is the open circuit voltage. Increasing the temperature, increases the short circuit current of PV cells while reducing the open circuit voltage. Raising the temperature, increases the resistance by lowering the speed of the electrons in the circuit. In addition, the temperature reduces the effective efficiency life of cells with an effect that increases the thermal decay of PV cell material. Therefore, lowering the operating temperature during solar radiation absorption increases the efficiency, power capacity and life of the system. There are various methods of reducing PV module surface temperatures. One of these methods is the cooling of the surface of the module with water. In this study, the change in module efficiency caused by decreasing module surface temperature by using water as the refrigerant fluid in PV/T (Photovoltaic/Thermal) module (hybrid module) in Hatay climatic conditions was determined. By cooling the modül surface, electricity generation efficiency has increased by up to 52.6%. In Hatay climatic conditions, it may be recommended that the surface temperature should not rise allowed to above 55 oC in order for PV modules to operate at high efficiency.