Akademik Veri Yönetim Sistemi
Kayabaşı R., Kaya M.(Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2017 - 2023
Dünya çapındaki fotovoltaik (PV) büyüme, son yıllarda
lineer bir artış sergilemektedir. Bu değişimler PV'leri, küçük ölçekli
uygulamaların yanında büyük ölçekli elektrik santralleri haline getirmeye
başlamıştır. Küçük ölçekli çalışmalarda verim düşümüne neden olan ve yok
sayılabilen etkiler büyük ölçekli çalışmalarda sistemin yapısını olumsuz etkilediği
bilinen bir gerçektir.
Fotovotaik panellerin laboratuar şartlarında verimleri
%30 `a kadar çıktığı ölçülürken kullanım şartları esnasında verimleri maksimum
%18 olduğu ölçülmektedir. PV panellerde verimi etkileyen parametrelerden
bazıları; hücre sıcaklığı etkisin, foto açısal etki, spektral etki ve yüzey
parametresinin etkisidir. Sıcaklığın kristal silikon güneş pilleri ve güneş
modüllerinin elektrik parametreleri üzerindeki etkisi literatürde iyi
tanımlanmıştır. Fotovoltaik paneller sistem elemanı olarak kullanılırken
panellerin ve dolayısıyla sistemin verimini düşüren önemli etkilerden birisi
panel sıcaklığının yükselmesidir. Panel
sıcaklığının yükselmesi ve anlık değişimlere uğraması sistem verimini ve
sistemin ömrünü olumsuz etkilemektedir.
PV panellerde sıcaklığın etkisini azaltmak için PV
modülünü ve termik toplayıcı (T) bir fotovoltaik-termal (PV/T) sistemde
birleştirerek hibrit bir sistemle ısıyı modül yüzeyinden çekerek modül
sıcaklığının azaltılması yararlı olacaktır. Literatürde var olan PV/T
sistemleri; hava soğutmalı, su soğutmalı ve son yıllarda uygulanmaya başlayan
faz değiştirme maddesinin (FDM) kullanılmasıdır. FDM'ler, sabit sıcaklıkta
gizli ısı şeklinde büyük miktarda enerjiyi emer, depolar ve serbest bırakır.
FDM’lerin bu özelliği sayesinde PV panellerin gün içerisinde sıcaklığının anlık
olarak değişime uğramasının önüne geçilecektir.
Panel sıcaklığının anlık değişimlerini azaltmak; panel
sıcaklığın öğle saatlerinde aşırı yükselmesini engellemek ve gece saatlerinde
aşırı düşmesini azaltmak için FDM’li paneller tasarlanacaktır. Literatürde PV
paneller için ideal şartlar olarak görülen (20-30)°C sıcaklık için faz
değiştirme sıcaklığı bu aralıkta bulunan FDM’ler seçilecektir. FDM’li
panellerin alt yüzeylerine esnek malzeme ile kaplanarak yüzeye metal
kanatçıkların ilave edilmesi ile ısı transferine bağlı verim düşüşü
engellenmesi planlanmaktadır. Yüzeyin
esnek olması FDM’lerin faz değişimi esnasında yaşanabilen hacim değişimini absorbe
etmesi açısından önemli görülmektedir. (PV / PCM) uygulamasıyla birlikte FDM-Isı
borulu, Hava-Su soğutmalı paneller gözlemlenerek verim düşmesine neden olan
etkinin azaltılması için çalışmalar yapılacaktır. Isı borusu FDM içerisinden
geçirilerek FDM ve panel sıcaklığının istenen seviyelerde tutulması
beklenilmektedir. Isı borusu uygulamasında elde edilen sıcak akışkan diğer
hibrit fotovotaik / termoelektrik
jeneratörler (PV/TEJ) için
kullnılabilir.
Bu çalışmada ulaşılmak istenen
hedef PV panel verilerinin (PV / FDM) - (PV / FDM ısı borulu)
panel verileri ile kıyaslanmasıdır. Bilimsel ve teknolojik
olarak yüzeyine FDM uygulanan panellerin PV verimleri nasıl değiştireceğinin
bilinmesidir. Sonuç olarak FDM’li panellerin yüzeyine yapılacak esnek malzeme
uygulaması panel verimi ve ömrü üzerine etkisi tartışılacaktır. Verim kaybının
azalması ile aynı yüzey alanından daha fazla güç üretilmesi veya daha düşük
alana sahip yüzeyden aynı gücün üretilmesine olanak sağlayacaktır. Yüzey
sıcaklığının istenilen aralıkta tutulabilmesinin verim üzerindeki olumlu etkileri
FDM’lerin kullanımı için yeni çalışmalara ilham verecektir.