Fotovoltaik panellerde sıcaklığın etkisi ve panel sıcaklığının düşürülmesi için farklı soğutma yöntemlerinin incelenmesi
Effect of temperature on photovoltaic panels and investigation of different cooling methods for decrease of panel temperature
Yazar: SERAY TÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİNÇER AKAL
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alternatif enerji kaynakları = Alternative energy resources ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Soğutma = Cooling ; Sıcaklık = Temperature ; Verim = Yield ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Teknolojinin gelişmesine paralel olarak enerjiye olan ihtiyaç da her geçen gün artmaktadır. Artan enerji maliyetleri ve enerji için kullanılan fosil kaynaklar hem azalmakta hem de küresel ısınmaya neden olmaktadır. Enerji ihtiyacının çevresel ve ekonomik olarak karşılanabilmesi için alternatif kaynaklara yönelik çalışmalar oldukça önemlidir. Günümüz teknolojileri temelinde bu alternatif enerji kaynaklarının daha verimli ve ekonomik kullanımı hedef haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, güneş enerjisinden elektrik üretiminde kullanılan fotovoltaik panellerin verimini arttırmaktır. Literatürde bu konu ile ilgili birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen panel verimi halen istenilen düzeye çıkarılamamıştır. Fotovoltaik panellerin günümüz koşullarında verimliliği %20 civarındadır. Fotovoltaik paneller, standart test koşullarında 20°C sıcaklık ve 1000 W/m² radyasyonda maksimum verimle çalışır. Ancak ortam sıcaklığının artması ve enerji dönüşümü anında modül hücre sıcaklıklarının artması ile verim düşmeye başlar. Bu durum sonucunda fotovoltaik panellerin çıkış gücü de azalmaktadır. Bu çalışmada standart fotovoltaik panel üzerine uygulanan iki farklı pasif soğutma yöntemi ile enerji üretiminin arttırılması hedeflenmiştir. Deneylerin sonuçlarına bağlı olarak; Standart fotovoltaik panele göre toplam üç ay sonunda alüminyum kanatçıklı pasif soğutucu uygulaması ile yaklaşık olarak; %8,5 termoelektrik jeneratör uygulaması ile %8,4 daha fazla enerji elde edilmiştir.

Abstract:
In parallel with the development of technology, the need for energy is increasing day by day. Increasing energy costs and fossil resources used for energy both decrease and cause global warming. In order to meet the energy need environmentally and economically, studies on alternative sources are very important. On the basis of today's technologies, more efficient and economical use of these alternative energy sources has become a target. The aim of this study is to increase the efficiency of photovoltaic panels used in electricity generation from solar energy. Although many studies have been done on this subject in the literature, the panel efficiency has still not been increased to the desired level. The efficiency of photovoltaic panels in today's conditions is around 20%. Photovoltaic panels operate with maximum efficiency at 20°C temperature and 1000 W/m² radiation under standard test conditions. However, with the increase in ambient temperature and the increase in module cell temperatures at the time of energy conversion, the efficiency begins to decrease. As a result of this situation, the output power of the photovoltaic panels decreases. In this study, it is aimed to increase the energy production with two different passive cooling methods applied on the standard photovoltaic panel. Depending on the results of the experiments; with the application of passive heatsink with aluminum fins, after a total of three months, when compared to the standard photovoltaic panel, approximately; with the thermoelectric generator application, 8,5% and 8,4% more energy was obtained.