Dış ortam hava kalitesi parametrelerinin PV panellere potansiyel etkisinin araştırılması
Investigation of the potential effect of outdoor air quality parameters on PV panels
Yazar: MERVE NUR DİNÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA RASTGELDİ DOĞAN
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
İnsanlar, çevre sorunlarını minimum seviyeye indirmek ve sürdürülebilirliği sağlamak için doğanın sunduğu tükenmeyen enerji kaynağı olarak bilinen yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelme gereksinimi duymuşlardır. Fosil yakıtlara alternatif olması nedeniyle; YE sektörü  günümüzün ve geleceğin en hızlı yükselen sektörü konumundadır. Türkiye güneş enerjisi bakımından uygun bir coğrafi konuma sahiptir. Türkiye'nin en fazla güneş enerjisi alan bölgesi Şanlıurfa ilinin içinde olduğu Güneydoğu Anadolu Bölgesi'dir. Ancak Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde yer alan Şanlıurfa ili; Sahra, Suriye ve Arap Yarımadası Çöl'ünden atmosferik taşınımla gelen PM etkilenmektedir. Atmosferik toz taşınmıyla gelen PM'ler genel olarak solunabilir boyutlu (PM10 ve PM2.5) maddelerdir. Güneş modülü yüzeyindeki toz birikimi, özellikle ara sıra veya sık sık toz fırtınalarının meydana geldiği çöl bölgelerinde büyük endişe kaynağıdır. PV modülünün yüzeyinde biriken toz cam kapak geçirgenliğini azaltır ve dolayısıyla hücrelere ulaşan güneş ışınımı miktarını azaltır. Bu çalışmada, Türkiye'de en çok tercih edilen Monokristal ve Polikristal panelleri kullanılmıştır. Her iki PV teknolojisinden aynı özelliklere sahip iki panel kullanılarak iki grup oluşturuldu. Paneller haftanın 3 günü (Pazartesi, Çarşamba ve Cuma)  Mayıs-Aralık 2019 tarihleri arasında ölçüldü. Her pazartesi panel gruplarından biri saf su ile yıkanırken diğer panel temizlenmedi. Partisol 2025 ID cihazı ile günlük PM10 ve PM2.5 konsantrasyonları belirlenip, MODIS uydu görüntüsü ve HYSPLIT modeliyle toz kaynaklarının Sahra, Suriye ve Arap Yarımadası çöllerinden olduğu tespit edildi. Ölçüm sonuçlarına göre; PV panel yüzeyindeki toz birikiminin radyasyon miktarına bağlı olarak elde edilen gücü Monokristal için maksimum %8.2'ye kadar ve Polikristal için maksimum %10'a kadar azalttığı tespit edildi. Yaz aylarında, ortalama güç kaybı Monokristal için %4.33 ve Polikristal için %4.57 olduğu tespit edildi. Buna karşın, sonbahar aylarında %1,77'den az olduğu tespit edilmiştir. PV panellerde güç kaybı en fazla atmosferik toz taşınımının olduğu geçiş mevsimlerinde olduğu belirlenmiştir. Kış aylarında yağış olmasından dolayı güç kaybının düşük olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
People have felt the need to turn to renewable energy sources known as the inexhaustible energy source offered by nature in order to minimize environmental problems and ensure sustainability. Because it is an alternative to fossil fuels; RE sector is the fastest growing sector of today and the future. Turkey has a favorable geographic position in terms of solar energy. Turkey's biggest area of solar energy is that of the Southeastern Anatolia Region of Sanliurfa. However, the province of Şanlıurfa in the Southeastern Anatolia Region; particulate matter coming from Sahara, Syria and the Arabian Peninsula Desert is affected by atmospheric convection. PMs coming with atmospheric dust transport are generally respirable sized (PM10 and PM2.5) substances. Dust accumulation on the solar module surface is a major concern, especially in desert regions where occasional or frequent dust storms occur. Dust accumulating on the surface of the PV module reduces the glass cover permeability and therefore reduces the amount of solar radiation reaching the cells. In this study, preferably Monocrystalline and Polycrystalline panels have been used in Turkey. Two groups were formed using two panels with the same characteristics from both PV technologies. Panels were measured 3 days a week (Monday, Wednesday and Friday) from May to December 2019. While one of the panel groups was washed with pure water every Monday, the other panel was not cleaned. With the Partisol 2025 ID device, daily PM10 and PM2.5 concentrations were determined, and the dust sources were determined from the deserts of Sahara, Syria and the Arabian Peninsula with MODIS satellite image and HYSPLIT model. According to the measurement results; It was found that dust accumulation on the surface of the PV panel reduces the power obtained up to a maximum of 8.2% for the Monocrystal and 10% for the Polycrystal, depending on the amount of radiation. During the summer, the average power loss was found to be 4.33% for the Monocrystal and 4.57% for the Polycrystal. On the other hand, it was found to be less than 1.77% in the autumn months. It has been determined that the power loss in PV panels is the most during the transition seasons with atmospheric dust transport. It has been determined that the power loss is low due to the rainfall during the winter months.