FAZ DEĞİŞİM MALZEMESİ ENTEGRELİ GÜNEŞ PANELLERİNİN VERİMLİLİĞİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED MUSAB BAYAT
Danışman: Ertan Buyruk
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Fotovoltaik (PV) paneller, güneş enerjisi dönüşümünde gelecek vaat eden bir teknolojidir. Ancak çalışma sırasında artan PV modül sıcaklığı, PV panelin performansını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle, PV modülünün pasif soğutma tekniği ile soğutulması, başka bir enerjiye ihtiyaç duymadığı için aktif soğutma tekniklerine karşın araştırmacılar tarafından tercih edilmektedir. Bu çalışmada, pasif soğutma için bir PV modülünün arka yüzeyine sabitlenmiş alüminyum kanatçıklı konteynerlere faz değişim malzemesi (FDM) eklenmiştir. Çalışmada kullanılan FDM, Rubitherm markasına ait parafin bazlı organik RT28HC'dir. Deneysel çalışmalar laboratuvar ortamı ve doğrudan güneş ışığı altında dış ortamda gerçekleştirilmiştir. Soğutulmamış PV panel ve farklı geometrilere sahip FDM ile doldurulmuş alüminyum kanatçıklı konteyner ile sabitlenmiş PV-FDM modüllerinin yüzey sıcaklığı ve gerilim, akım ve güç çıkışları gibi elektriksel sonuçları karşılaştırılmıştır. Laboratuvar ortamında düz ve delikli alüminyum kanatçıklı konteynerler ile gerçekleştirilen deneylerde, PV-FDM modülünün yüzey sıcaklığı soğutmamış PV panele kıyasla sırasıyla 12.2 °C ve 13,3 °C azalarak güç çıkışı %7.43 ve %9,46 artmıştır. Dış ortamda doğrudan güneş ışığı altında yatay düz kanatçık, dikey delikli sıralı kanatçık, dikey delikli saptırmalı kanatçık ve yatay delikli saptırmalı kanatçıklı PV-FDM modülleriyle gerçekleştirilen deneylerde yatay delikli saptırmalı kanatçıklara sahip konteynerli PV-FDM modülünün ortalama yüzey sıcaklığı soğutmasız PV panele kıyasla Temmuz ayında 14,39 °C azalarak PV panel verimliliği %20 artarken Mayıs ve Haziran aylarında ise PV panel ortalama yüzey sıcaklığı sırasıyla 8.62 °C ve 10.91 °C azalarak PV panel verimliliği %16.82 ve %17,89 artış göstermiştir. Bununla birlikte laboratuvar koşulları altında gerçekleştirilen deneysel çalışmanın 2-boyutlu CFD analizi gerçekleştirilmiştir. Ortalama PV panel yüzey sıcaklığının analiz sonucunun deneysel sonuçlarla %4.25 farklılık göstermesi CFD analizi ve deneysel sonuçların uyum içinde olduğunu göstermektedir. Ayrıca başlangıç ortam sıcaklığının ve güneş ışınımının farklı kombinasyonlarında analizler gerçekleştirilmiş ve karşılaştırmalı sonuçlar verilmiştir. Son olarak laboratuvar deneylerinden elde edilen veriler ile bir yapay zekâ (YSA) modeli önerilmiş ve PV panel yüzey sıcaklık değerine karşılık üretilecek akım, gerilim ve güç değerleri YSA ile tahmin edilmiştir. Hem deneysel hem de YSA sonuçları arasında, delikli kanatçıklara sahip PV-FDM modülü en iyi soğutma etkisini sağlayarak %9,46'lık elektrik verimliliği sağlamıştır.