Optimal PV-T Design Based On Investigation of Economic and Environmental Benefits of Rooftop Solar Thermal and Electrical Energy Generation

Yıl 2021, Cilt: 11 Sayı: Özel Sayı, 21 - 30, 01.07.2021

Serdar Uyar , Atabak Najafı

Öz

Anahtar Kelimeler

solar energy, pv-t system, collector, solar energy, pv-t system, collector

Çatı Üstü Termal ve Elektrik Enerjisi Üretiminin Ekonomik ve Çevresel Getirilerinin Araştırılarak Optimal PV-T Tasarımı

Öz

Her geçen gün artan enerji ihtiyacı, çevreye zararlı enerji kaynaklarının tüketimini hızla artırmakta ve bu tüketim; küresel ısınma, doğal dengenin bozulması gibi canlı yaşamını etkileyen durumlara sebep olmaktadır. Öte yandan, güneş enerjisinden termal enerji ve elektrik enerjisi üretimi de yenilenebilir enerji kaynağı olarak gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır. Bu yaygınlaşma, binalarda kullanılan enerjiyi çatı üstü termal enerji ve elektrik enerjisi üreten PV-T sistemler üzerinden karşılamaya yönelik çalışmaları beraberinde getirmektedir.
Bu çalışmada çatı üstü termal enerji ve elektrik enerjisi üretimi hakkında genel bilgiler verilmiş ve bu enerji üretim sistemlerinde kullanılan temel donanımlar hakkında detaylı anlatım bilgiler verilmiştir. Bunun yanında, literatürde yer alan ve üzerinde akademik çalışmalar yapılan PV-T sistemlere değinilmiştir. Çatı üstü enerji üretiminde kullanılan PV-T kollektörlerinin uygulanma şekli ve başarım gelişimi anlatılmıştır. Farklı tip PV-T kollektörlerin çatılara entegrasyonu gösterilmiştir. Ayrıca, çatıya entegre termal ve PV sistemlerin karakteristik farklarına da değinilmiştir. Sonuç olarak; çatı üstü termal enerji ve elektrik enerjisi üretiminde kullanılan PV-T sistemlerinde değerlendirilmesi faydalı olacak hususlar belirtilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Güneş Enerjisi, PV-T Sistem, panel

Kaynakça

• [1] URL-1: http://www.kiracgalvaniz.com.tr/solar-enerji, (Ziyaret tarihi: 02.05.2019).
• [2] Chow vd., A review on photovoltaic/thermal hybrid solar technology., Applied Energy 87 (2010) 365–379 doi:10.1016/j.apenergy.2009.06.037.
• [3] S.A. Kalogirou, Y. Tripanagnostopoulos, Hybrid PV/T solar systems for domestic hot water and electricity production, Energy Convers. Manage. 47 (2006) 3368–3382.
• [4] Reddy vd., A review of PV-T system: Thermal management and afficiency with single phase cooling., Int. J. Of Heat and Mass Transfer 91 (2015) 861-871.
• [5] V.V. Tyagi, S.C. Kaushik, S.K. Tyagi, Advancement in solar photovoltaic/thermal (PV/T) hybrid collector technology, Renewable Sustainable Energy Rev. 16 (2012) 1383–1398.
• [6] T.T. Chow, G.N. Tiwari, C. Menezo, Hybrid solar: a review of photovoltaic and thermal power integration, Int. J. Photoenergy (2012) 307287.
• [7] K. Moradi, M. Ali Ebadian, C. Lin, A review of PV/T technologies: effects of control parameters, Int. J. Heat Mass Transfer 64 (2013) 483–500.
• [8] S.B. Riffat, E. Cuce, A review of hybrid photovoltaic/thermal collectors and systems, Int. J. Low Carbon Technol. 6 (2011) 212–241.
• [9] Zondag HA,vd.,The yield of different combined PV-thermalcollector designs. SolEnergy2003;74:253–69.
• [10] Micheal vd., Flat plate solar photovoltaic – thermal (PV/T) systems: A reference guide.
• [11] Hegazy AdelA., Comparative study oft he performances of four photovoltaic/ thermal solar aircollectors. EnergyConversManag2000;41:861–81.
• [12] Kamthania vd, Performance evaluation of a hybrid photovoltaic thermal double pass facade for space heating. Energy Build 2011;43.9:2274–81.
• [13] Yang vd., A study of design options for a building integrated photovoltaic/thermal (BIPV/T) system with glazed airc ollector and multiple inlets. SolEnergy 2014;104:82–92.
• [14] Agrawai vd., Optimizing the energy and exergy of building integrated photovoltaicthermal (BIPVT) systems under cold climatic conditions. Appl Energy 2010;87:417–26.
• [15] Fudholi, A., Sopian, K., Yazdı, M., Ruslan, I., Kazem, H., 2014. Performance Analysis of Photovoltaic Thermal (PVT) Water Collectors. Energy Conversion and Management, 78, s641-651.
• [16] Anderson vd., Performance of a building integrated photo- voltaic/thermal (BIPVT) solarcollector. Sol Energy 2009;83:445–55.
• [17] Mishra vd., Energy and exergy analysis of hybrid photovoltaic thermal water collector for constant collection temperature mode. Sol Energy 2013;90:58–67.
• [18] Fu HD vd., Experimental study of a photovoltaic solar-assisted heat-pump / heat-pipe system. Appl Therm Eng2012;40:343–50.
• [19] Chen Hongbing vd., Experimental study on a hybrid photovoltaic / hea tpump system. Appl. ThermEng 2011;31:4132–8.
• [20] Jie JI,vd,. Experimental study of photovoltaic solar assisted heat pump system. SolEnergy 2008;82.1:43–52.
• [21] Wang vd., Experimental study on a novel PV/T air dual-heat-source compositeheat pump hot water system Gang Energy and Buildings 108 (2015) 175–184.
• [22] Minglu vd., Experimental study on the operating characteristics of a novelphotovoltaic/thermal integrated dual-source heat pump water heating system. Applied Thermal Engineering 94 (2016) 819–826.
• [23] Zhang vd., Characterization of a solar photovoltaic/loop-heat- pipe heat pump water heating system. ApplEnergy2013;102:1229–45.
• [24] Kundakçı B., 2010, Model Bir PV/T Trombe Duvarın Enerji Analizi, Doktora Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• [25] Bernardo vd., Performance evaluation of low concentrating photovoltaic/thermal systems: a case study from Sweden. SolEnergy 2011;85:1499–510.
• [26] Garg, H.P., and Adhikari, R.S., 1999, System performance studies on a photovoltaic/thermal (pv/t) air heating collector, Renewable Energy, 16, 725- 730p.
• [27] Othman, M.Y.H., Yatima, B., Sopianb, K. and Bakar, M.N.A, 2005, Performance analysis of a double-pass photovoltaic/thermal (PV/T) solar collector with CPC and fins, Renewable Energy, 30, 2005–2017p.
• [28] Canan Kandilli, Performance analysis of a novel concentrating photovoltaic combined system. Energy Convers Manag 2013;67:186–96.
• [29] Xu vd., Experimental study on the operating characteristics of a novel low-concentrating solar photovoltaic/ thermal integrated heat pump water heating system. ApplThermEng 2011;31:3689–95.
• [30] Engin D., Çolak M., 2008. Yarı Saydam Güneş Pili/Termal Toplayıcı (PV/T) Hibrit Sistemin İzmir Koşullarında Analizi. Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 2, s1-13.