Fotovoltaik Modüllerin Atık Isılarından Termoelektrik Jeneratör İle Elektrik Üretimi
Electricity Generation with Thermoelectric Generators From Waste Heat of Photovoltaic Modules
Yazar: Kayabaşı, Ramazan; Kaya, Metin
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 16, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Thermoelectric Generator,Photovoltaic Panel,Phase Change Material,Waste Heat Recovery System ; Termoelektrik Jeneratör,Fotovoltaik Panel,Faz Değiştiren Madde

Günümüz teknolojilerinin temelini enerji ve enerjikaynakları oluşturmaktadır. Gelişmiş dünya ülkeleri, enerji kaynaklarına sahipolmak ve enerji teknolojilerini geliştirmek için yarış halindedir. Ayrıcaenerjinin verimli kullanılmasını sağlamak bu ülkelere çevresel ve ekonomikolarak avantaj sağlamaktadır. Enerjinin üretimi ve tüketimi esnasında, kaynaklarınbir kısmı atık ısı olarak alıcı ortama bırakılmaktadır. Endüstride birçok atıkısı kaynağı bulunmaktadır. Atık ısı kaynaklarının sahip olduğu enerjiyi işedönüştürmek için araştırma geliştirme faliyetleri artarak devam etmektedir. Atıkısı kaynaklarından biri fotovoltaik modüllerin yüzeylerinde biriken ısıenerjisidir. Fotovoltaik modüllerde biriken ısı enerjisi modüllerin verimlerinidüşürmektedir. Ayrıca yüksek sıcaklık fotovoltaik modüllerin verimli çalışmasürelerini azaltmaktadır. Bu çalışmada fotovoltaik modüllerin yüzeyinde birikenısı enerjisi faz değiştiren madde kullanılarak çekilmiştir. Fotovoltaik modüllerdençekilen ısı enerjisi termoelektrik jenaratörün çalıştırılmasındakullanılmıştır. Termoelektrik jenaratörün yüzeylerinden biri atık ısı ileısıtılırken, diğer yüzeyi tabii ve cebri olarak havayla soğutulmaktadır. Sonuçolarak fotovoltaik modülün sıcaklığı sabit tutulmakta ve bu nedenle modülverimleri artmaktadır. Atık ısı kaynaklı termoelektrik jeneratör kullanılarak,elektrik enerjisi üretilmektedir. Sistem hibrit olarak çalıştığı için toplam verim artmaktadır.

Energy and energy resources are the basis of today's technologies. Developed countries are competing to have energy resources and develop energy technologies. In addition, ensuring efficient use of energy provides an environmental and economic advantage to these countries. During the production and consumption of energy, some of the resources are left to the receiving environment as waste heat. There are many waste heat sources in the industry. Research and development activities continue to increase in order to convert the energy of waste heat sources to work. One of the waste heat sources is the heat energy accumulated on the surfaces of photovoltaic modules. Heat energy accumulating in photovoltaic modules reduces the efficiency of modules. In addition, high temperature reduces the efficient operating time of photovoltaic modules. In this study, heat energy accumulated on the surface of photovoltaic modules was absorbed using phase-changing material. The heat energy extracted from photovoltaic modules is used in the operation of the thermoelectric generator. The surface temperature of the photovoltaic modules reaches a maximum of 90°C during the experiments. The heat pipe applied to the photovoltaic modules and the phase-changing material can be cooled up to 30ºC. As a result, the temperature of the photovoltaic module is kept constant and therefore the module efficiency increases. Depending on the surface temperatures of the thermoelectric module, electricity production is made in thermoelectric generators. As the temperature difference increases between the surfaces, the measured voltage values increase. The thermoelectric module is produced from 7.80V electrical energy when the surface temperature reaches 80°C. The power generated from the thermoelectric generator is determined as 5W depending on the temperature difference. One of the faces of the thermoelectric generator is heated by waste heat while the other surface is cooled by natural and forced air. The temperature difference between the surfaces of the naturally cooled thermoelectric generator consists of 51ᵒC, while the temperature difference between the surfaces of the naturally cooled thermoelectric generator consists of 26ᵒC. Electrical energy is produced by using thermoelectric generator from waste heat. Since the system operates as a hybrid, the total efficiency increases.