Polikristal Tür bir Fotovoltaik Panelin I-V Karakteristiğinin Analitik Modellenmesi ve Deneysel Validasyonu
Polikristal Tür bir Fotovoltaik Panelin I-V Karakteristiğinin Analitik Modellenmesi ve Deneysel Validasyonu
Yazar: Çelik, Ali; Koç, Fatih
Dergi: Duzce University Journal of Science and Technology, Vol. 8 No. 4, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Fotovoltaik Hücre,Fotovoltaik I-V Eğrisi,2-diyotlu Model

Fotovoltaik hücreler, güneşten gelen elektromanyetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren enerji dönüşüm sistemleridir. Bu çalışmada 40°42’52.2”K, 31°31’29.8”D koordinatlarında kurulu bulunan 36 hücreli polikristal tür bir güneş paneli, çeşitli sensörler ve veri kaydedici cihazlar kullanılarak hazırlanan deney düzeneği temelinde; i) güneş ışınım şiddetinin fotovoltaik panel üzerindeki etkisinin incelenmesi, ii) fotovoltaik panelin akım-voltaj (I-V) karakteristiğinin incelenmesi, iii) fotovoltaik panelden elde edilen akım-voltaj eğrilerinin literatürdeki modeller ile karşılaştırılması ve validasyonu amaçlanmıştır. Söz konusu fotovoltaik panel için farklı güneş ışınım şiddetinde ve farklı sıcaklıklarda ölçülen I-V karakteristikleri; 4-değişkenli, 5-değişkenli, geliştirilmiş 4-değişkenli ve 2-diyotlu model olmak üzere toplam 4 farklı analitik model kullanılarak modellenmiş ve doğrulanmıştır. I-V ilişkisini tanımlayan analitik denklemler Visual Basic programlama dili kullanılarak çözümlenmiştir. Modellerden elde edilen sonuçlar ile ölçülen değerler arasındaki karşılaştırma R² ve RMSE olmak üzere 2 istatistiksel parametre üzerinden gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçların istatistiksel analizi; bu çalışma kapsamında kullanılan 4 farklı model içerisinde, geliştirilmiş 4-değişkenli modelin diğer modellere göre daha başarılı tahmin sonuçlarına yol açtığını göstermektedir.

Fotovoltaik hücreler, güneşten gelen elektromanyetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren enerji dönüşüm sistemleridir. Bu çalışmada 40°42’52.2”K, 31°31’29.8”D koordinatlarında kurulu bulunan 36 hücreli polikristal tür bir güneş paneli, çeşitli sensörler ve veri kaydedici cihazlar kullanılarak hazırlanan deney düzeneği temelinde; i) güneş ışınım şiddetinin fotovoltaik panel üzerindeki etkisinin incelenmesi, ii) fotovoltaik panelin akım-voltaj (I-V) karakteristiğinin incelenmesi, iii) fotovoltaik panelden elde edilen akım-voltaj eğrilerinin literatürdeki modeller ile karşılaştırılması ve validasyonu amaçlanmıştır. Söz konusu fotovoltaik panel için farklı güneş ışınım şiddetinde ve farklı sıcaklıklarda ölçülen I-V karakteristikleri; 4-değişkenli, 5-değişkenli, geliştirilmiş 4-değişkenli ve 2-diyotlu model olmak üzere toplam 4 farklı analitik model kullanılarak modellenmiş ve doğrulanmıştır. I-V ilişkisini tanımlayan analitik denklemler Visual Basic programlama dili kullanılarak çözümlenmiştir. Modellerden elde edilen sonuçlar ile ölçülen değerler arasındaki karşılaştırma R² ve RMSE olmak üzere 2 istatistiksel parametre üzerinden gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçların istatistiksel analizi; bu çalışma kapsamında kullanılan 4 farklı model içerisinde, geliştirilmiş 4-değişkenli modelin diğer modellere göre daha başarılı tahmin sonuçlarına yol açtığını göstermektedir.