Buhar sıkıştırmalı klasik soğutma sistemi kullanarak pv sistemleri soğutulmasıve verim analizi
Pv systems cooling and efficiency analysis using steam compressed classic cooling system
Yazar: SADIK VURAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM YILMAZ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Yenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buhar sıkıştırmalı çevrim = Vapor compression cycle ; Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Güneş paneli = Solar panel ; Panel sistemi = Panel system ; Soğutma = Cooling

Özet:
Bu tez çalışmasında fotovoltaik güneş panellerinde ısı kaynaklı kayıpları düşürmek ve panel verimini yükseltmek için panelin arka yüzeyine sıkıştırılmış buhar yardımı ile soğutulmaya çalışılmıştır. Panellerin alt yüzey sıcaklıklarının sıkıştırılmış buhar ile soğutulması ile elde edilen değerleri ölçüp elde edilen verilerin karşılaştırılması yapılmıştır. Dış ortamın zamana bağlı sıcaklık değişimleri, güneş radyasyon değerleri ve ortam koşulları ölçülmüştür. Elde edilen bulguların analiz sonuçları panel üzerindeki verim hareketliliği incelenmiştir. Deney için üç adet 105W'lık PV panel kullanılmıştır. Modül 3 panelin arka yüzeyine sarmal şekilde montajlanan bakır boru içinde kompresör yardımıyla sıkıştırılmış R600 gazı ile soğutulmuştur. Modül 2 panelin arka yüzeyine sadece su olması durumunda soğutulma yapılmıştır, Modül 1 panel ise ortam koşullarında bulunun bir panelin durumunu gözetlemek ve referans amaçlı olarak boş bırakılmıştır. Panel yüzeyine yerleştirilen 3 farklı yüzey sıcaklıkları ve ortam sıcaklığı, giriş çıkış sıcaklıkları yapılmış ve zamana bağlı olarak oluşan güç, akım ve volt değerleri kaydedilmiştir. Sonuçlara göre Deney düzeneğinde kullanılan tüm panellerin maksimum güç oranları önceden belirlenmiştir. Yapmış olduğumuz deney analizleri sonucunda soğutma düzeneği kurulan panel ile boş panelin verileri ile kıyaslanma yapıldığında soğutma yapılan panelde %5,73 güç üretimi fazlalığı vardır. Boşken panellerin güç üretimlerini kıyasladığımızda soğutulan panelin tüm gün boyunca ortalama olarak, 0,5W daha az güç üretmiştir. Her üç panellinde aynı özelliklerine sahip olmasına rağmen oluşan farklılıklar deney sonucunda etkisini göstermiştir. Hesaplamalar sonucunda elektriksel verimin %9 iken, soğutulan panelde verim %7,9 olarak bulunmuştur. Yapılan deneyde soğutma yapılan modül 3. tüm gün ortalama sıcaklık değeri 33ºC' de iken referans panelin ortalama sıcaklık değeri ise 40ºC' de kalmıştır. Yapılan çalışmada panelin 14ºC soğutulmuş ve bu sıcaklık farkının daha da artırabilinirdi. İdeal çalışma sıcaklığına 25ºC yakın olarak soğutma yapılan modül 3. panel arka yüzey sıcaklık aralığı olarak 30ºC' ye sabit tutularak panelin üreteceği güç miktarı gözlemlenmiştir. Soğutma elemanı olan kompresör toplamda 3 saat boyunca tükettiği enerji miktarı 0,319 kWh olarak bulunmuştur. Tüketmiş olduğu bu enerji miktarını karşılamak için 40W panel yeterli olacaktır.
Yapmış olduğumuz çalışmada soğutulan modül 3 nolu panelin arka yüzeyini su ile tamamen kaplayıp tüm yüzey alanını eşit bir şekilde soğutulmuştur. Soğutulan bu yüzey alanın eşit olmasından kaynaklı olarak diğer çalışmalara nazaran soğutma borularının temas ettiği alanların dışında tüm yüzey alanı eşit bir şekilde soğutulmuştur. Böylelikle panel verimli yükseltilmiştir.

Abstract:
In this thesis, spent photovoltaic solar panels are tried to be deflated by reducing the heat and inflating the panel with shrink material to inflate the panel coating. The prices of the lower surfaces of the panels are obtained by steam processing and transactions are made with the data obtained. The outward time-dependent values were measured to and from sunlight. What will be displayed on the panel related to the analysis obtained during the forecast period. A 105W PV panel was used for experiment two. The back part of the panel is used spirally. Another panel was left empty for control purposes and to allow the protection of a panel in the field. Panel input 3 different surface temperatures and ambient, input temperatures are power, current and volt values that occur depending on previous and time. According to the results, all panels used in the experimental setup do not perform adequately. The test tests that have been done are compared with the data of the cooling device panel and the empty panel. There is a %5,73 power generation excess in the panel. When we compare the power of the panels when empty, on average, the panel produced 0,5W less power over the entire day. Both panels are not in the same hotel. While the calculations were %9 of the electrical efficiency, the efficiency was %7,9 in the proportional panel.In the experiment, the average temperature value of the 3rd day of the cooling module was 33ºC, while the average temperature of the reference panel remained at 40ºC. In the study, the panel was cooled to 14ºC and this temperature difference could be increased even more. The amount of power to be produced by the panel was observed by keeping the module 3rd panel back surface temperature constant at 30ºC, which was cooled at 25ºC close to the ideal operating temperature. The amount of energy consumed by the compressor, which is a cooling element, for 3 hours in total was found to be 0.319 kWh. A 40W panel will be sufficient to meet this amount of energy consumed.
In our study, the cooled module completely covered the back surface of the panel no. 3 with water and cooled the entire surface area equally. Due to the fact that this cooled surface area is equal, compared to other studies, the entire surface area is cooled equally, except for the areas where the cooling pipes come into contact. Thus, the panel has been increased efficiently.