Batman şartlarında fotovoltaik panellerde verim arttırma yöntemleri
Efficiency increasing methods in photovoltaic panels under Batman conditions
Yazar: CİHAD FİDAN
Danışman: PROF. DR. AYDIN DURMUŞ
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekserji analizi = Exergy analysis ; Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Güneş paneli = Solar panel ; Termal verimlilik = Thermal efficiency

Özet:
Bu çalışmada hibrit fotovoltaik sistemleri için araştırma, geliştirme ve uygulama yöntemleri hakkında genel bir bakış sunulmuştur. Batman şartlarında hibrit polikristal güneş panelinin elektriksel verimleri, termal verimleri, ekserji analizleri, ampirik bağıntıları, hata analizleri, farklı debi ve kanal yüksekliğindeki Reynolds sayısı değişimleri hesaplanmıştır. Yapılan hibrit sistem, su ve hava ile soğutulmuştur. Sonuçlar farklı debi ve farklı kanal yükseklikleri baz alınarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en verimli sistem sırasıyla; PVT/Su, PV/T-Hava, PV çıkmıştır. Yapılan çalışmada elektriksel verimde %20 artış sağlanmıştır. Termal verim de ise %88,8 artış elde edilmiştir. Termodinamik yasalarına uygunluğu matematiksel olarak formüle edilmiştir. Kanal yüksekliği 3mm, debi ise 0,016m/s en uygun görülmüştür. 5mm kanal yüksekliğinde termal etki görülmüş ve elektriksel verim düşüşü olmuştur. Hava ile yapılan soğutma işleminde, hava rahat bir şekilde dışarı ortama çıkamadığı durumda, sistemde termal etki gözüküp elektriksel verim de düşüş oluşmuştur. Sistemde dolaşan havanın rahat bir şekilde dış ortama çıkarılmasını sağladığımızda ise, elektriksel verimde artış termal verimde azalış görülmüştür. Ampirik bağıntılar ve formüller Batman ili ve çevresinde bulunan iller için deneysel olarak hesaplanmıştır.  

Anahtar kelimeler: Elektriksel Verimlilik, Ampirik Bağıntı, Ekserji Analizi, Hibrit Fotovoltaik Panel, Fotovoltaik Panel, PV, PV / T-Hava, PVT / Su, Termal Verimlilik

Abstract:
In this study, an overview of research, development and application methods for hybrid photovoltaic systems is presented. The electrical efficiency, thermal efficiency, exergy analysis, empirical correlations, error analysis, and Reynolds number changes at different flow rates and channel heights were calculated under Batman conditions. The hybrid system built was cooled with water and air. Results are calculated based on different flow rates and different duct heights. According to the results obtained, the most efficient system is; PVT / Water, PV / T-Air, PV is released. In the study, an increase of 20% has been achieved in electrical efficiency. On the other hand, thermal efficiency increased by 88.8%. Mathematically formulated to comply with the laws of thermodynamics. The channel height is 3mm and the flow rate is 0.016m / sec. Thermal effect was seen at 5mm channel height and electrical efficiency decreased. In the cooling process with air, when the air cannot come out easily, there was a thermal effect in the system and a decrease in electrical efficiency. When we ensured that the air circulating in the system was brought out comfortably, there was an increase in electrical efficiency and a decrease in thermal efficiency. Thermal effect is undesirable in hybrid photovoltaic panels. Empirical correlations and formulas have been found experimentally for Batman province and surrounding provinces.


Keywords: Electrical Efficiency, Empirical Correlation, Exergy Analysis, Hybrid Photovoltaic Panel, Photovoltaic Panel, PV, PV / T-Air, PVT / Water, Thermal Efficiency