Fotovoltaik panellerin verimliliğinin artırılmasında otomasyon sistemli su soğutma uygulaması: Antalya örneği
Water cooling application with automation system for increasing the productivity of photovoltaic panels: Antalya example
Yazar: ESRA ONAY
Danışman: PROF. DR. ABDÜLKADİR ÇAKIR
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde uygulamaları oldukça artmış olan güneş enerji santrallerinin
sorunlarından biri olan, sıcaklık arttıkça panellerdeki verim düşüşünün önüne
geçebilmek amacıyla yapılan bu tez çalışmasında, Antalya ilinde bulunan 1,75
kW'lık bir güneş enerji tesisinde su ile soğutma yöntemi kullanılarak sistemin verim
artışı analiz edilmiştir. Su pompası çıkışında kullanılan ventiller ile sistemdeki
sıcaklık değişimine bağlı olarak su sirkülasyonu hızı kontrol edilmiş olup, panel
soğutma için tam kontrollü bir sistem elde edilmiştir. Panellerin en çok ısınan kısmı
olan DC kablo bağlantı noktalarına 2 adet sıcaklık sensörü yerleştirilmiş ve bu
sıcaklık sensörlerinden okunan değerlerin ortalaması alınarak referans sıcaklık değeri
belirlenmiştir. Sistemde, panellerin sıcaklık değerleri arttıkça aktif olan ventil sayısı
arttırılmış, dolayısıyla da suyun debisi arttırılmış ve suyun sirkülasyonu daha hızlı
olduğundan minimum buharlaşma ve hızlı soğutma ile sistem verimliliğinin en kısa
zamanda artması sağlanmıştır.
Panel yüzeyi sıcaklığı 70 °C'ye ulaştığında soğutma sistemi 4 ventilde aktif olacak
şekilde devreye girmiştir. Panel ön yüzü sıcaklık ortalaması 55 °C'ye indiğinde 1
ventil devreden çıkarak sıcaklık 40 °C'ye inene kadar 3 ventil çalışmıştır. Sıcaklık
ortalaması 30 °C'ye indiğinde ise sadece 1 ventil devrede kalmıştır. Panel yüzeyleri
25 °C'ye indiğinde soğutma sistemi devreden çıkmıştır.
Sonuç olarak ışınım değeri en yüksek illerimizden olan Antalya ilinde yapılan
deneylerde soğutma işlemi ile birlikte güçte %24,3'lük, verimde ise %2,2'lük artış
sağlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, which is one of the problems of solar power plants whose applications
have increased considerably, in order to prevent the decrease in efficiency as the
temperature increases, the efficiency increase of the system is analyzed by using
water cooling method in a 1.75 kW solar power plant in Antalya. With the valves
used in the water pump outlet, the water circulation rate was controlled due to the
temperature change in the system and a fully controlled system for panel cooling was
obtained. 2 temperature sensors are placed in the DC cable connection points, which
is the most heated part of the panels, and the reference temperature value is
determined by averaging the values read from these temperature sensors. In the
system, as the temperature values of the panels increase, the number of active valves
is increased, thus the flow rate of the water is increased and the circulation of the
water is faster and the system efficiency is increased as soon as possible with
minimum evaporation and rapid cooling.
The panel temperature can be connected to a temperature of 70 °C. The front of the
panel has a temperature average of 55 °C in which 1 valve is deactivated and the
temperature is reduced to 30 °C with only 1 valve in operation. The system is
deactivated when the panel surfaces are open to 25 °C.
As a result, the experiments carried out in Antalya, which is one of the provinces
with the highest radiation value, resulted in an increase of 24,3% in power and 2,2%
in efficiency with cooling.