Farklı soğutma metotlarının fotovoltaik panellerin performansına etkilerinin teorik ve deneysel incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İSMAİL KARALI

Danışman: Ahmet KABUL

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Yapılan bu çalışmada fotovoltaik panellerin ısınmasından dolayı maruz kaldığı güç kayıplarının azaltılmasına yönelik pasif soğutma yöntemlerinin etkinlikleri incelenmiştir. Çalışmada öncelikle sayısal analiz çalışması yapılmıştır. Sayısal analiz çalışması sonucunda, deneysel çalışmada test edilecek pasif soğutma metotları belirlenmiştir. Deneysel çalışma temel olarak ısı borusu (PV/T-IBAL) ve kanatlı ısı emicilerden (PV/T-AK) oluşan soğutma metotlarını içermektedir. Bu soğutma metotlarıyla oluşturulan sistemler, geleneksel fotovoltaik panel ile karşılaştırılmıştır ve bu sistemlerin termodinamik analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışma, yapılan soğutma işlemleri sonucunda PV/T-IBAL ve PV/T-AK panellerin sıcaklı değerleri sırasıyla, referans PV panel sıcaklık değerinden ortalama 8℃ ve 3℃ daha düşük değerlerde olduğunu göstermiştir. Çalışmada PV/T-IBAL ve PV/T-AK panellerde üretilen güç sırasıyla, referans PV panelden üretilen güçten ortalama %3.74 ve %2.33 daha fazla gerçekleşmiştir. Elde edilen bulgular belirli bir zaman aralığında ortalama güneş ışınım şiddetinin %2.8 azalmasına rağmen, ortalama rüzgâr hızının %15.3 artış göstermesi, PV panellerde yaklaşık %8.5 güç artışı sağladığını göstermiştir. Yapılan enerji analizi sonucunda PV/T-IBAL panelin elektriksel verimi ortalama %12.3, PV/T-AK panelin elektriksel verimi %12 ve referans PV panelin elektriksel verimi %11.7 olmuştur. Çalışmada PV/T-IBAL panelin toplam verimi ışınım ve çevre şartlarına bağlı olarak yaklaşık %13 olarak gerçekleşmiştir. Çalışmada kullanılan sistemlerin ekserji analiz değerleri ısı borularının kullanıldığı PV/T-IBAL panelin ekserji verimi %13.7, alüminyum kanatların kullanıldığı PV/T-AK panelin ekserji verimi %14.6 ve referans PV panelin ekserji verimi %14.9 olmuştur. Deneysel çalışmalarda elde edilen bulgular PV/T-IBAL, PV/T-AK ve referans PV panel yüzey sıcaklık değerleri ile sayısal analiz çalışmasından elde edilen değerler sırasıyla %4.5, %9 ve %14.5 hata oranlarıyla doğru tahmin edildiğini göstermiştir.