Fotovoltaik Modüllerde Faz Değiştiren Madde Kullanımı ve Verimlerine Etkisi

Yıl 2020, Cilt: 8 Sayı: 2, 262 - 278, 28.06.2020

Ramazan Kayabaşı , Metin Kaya

https://doi.org/10.29109/gujsc.642254

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada, fotovoltaik modüllerde sıcaklık artışı
nedeniyle meydana gelen verim kaybının azaltılması için deneysel çalışma
yapılmıştır. Çalışmada iki adet polikristal ve iki adet monokristal fotovoltaik
panel kullanılmıştır. Polikristal ve monokristal fotovoltaik paneller aynı
özelliklere sahip olup 10W gücündedir. Fotovoltaik panellerin her birinden
birer adet panel referans olarak seçilmiş olup herhangi bir iyileştirme
yapılmamıştır. Diğer fotovoltaik panellerin yüzeyine ise ısı borusu ve faz
değiştiren madde uygulanmıştır. Faz değiştiren madde modül yüzeyinde ısı
depolamak ve depolanan ısıyı ısı borusuna aktarmak amacıyla kullanılmıştır.
Sistemde faz değiştiren madde olarak Kalsiyum Klorür Hekzahidrat tercih
edilmiştir. Sistemde ısı borusu içerisinden su geçirilerek sistem sıcaklığı
kontrol altına alınmıştır. Çalışmanın amacı sistemde anlık sıcaklık
değişimlerini azaltmak, ortalama sıcaklık değerini düşürmek, modül sıcaklığının
kontrol dışı artışının engellemek ve sıcaklık artışı nedeniyle meydana gelen
verim düşüşünü azaltmaktır. Referans panellerde gün içinde 30-80ᵒC sıcaklık
aralığı ölçülürken, faz değiştiren madde kullanılan panellerde 30-40ᵒC sıcaklık
aralığı görülmektedir. Ortalama sıcaklık değerinin düşüşüne bağlı olarak panel
verimlerinde artış gözlemlenmiştir.    

Anahtar Kelimeler

Güneş Enerjisi, Fotovoltaik Modül, Fotovoltaik/Termal, Yenilenebilir Enerji, Faz Değiştiren Madde

Destekleyen Kurum

Karabük Üniversitesi BAP Birimi

Proje Numarası

KABÜBAP-17-DR-435

Teşekkür

Bu araştırma Karabük Üniversitesi, BAP Koordinasyon Birimi tarafından KABÜBAP-17-DR-435 no’lu Doktora Projesi kapsamında desteklenmiştir.

Kaynakça

• Cabeza, L.F.,Palacios, A., Serrano, S., Ürge-Vorsatz, D., Barreneche, C. (2018). Comparison of Pastprojections of Global andRegionalPrimaryand Final EnergyConsumptionwithHistorical Data, RenewableandSustainEnergyReviews, 82 681–688.
• Yılmaz, F., Goncu, S. (2019). Yerküremiz Kaynaklarının Kullanımı, Refah ve Türkiye, Uluslararasi Mühendislik Doğal Bilimler Ve Mimarlik Sempozyumu, 2-4 MAYIS 2019, KOCAELİ.
• Demirtaş, M. , Akoyun, N. , Akkoyun, E. , Çetinbaş, İ. (2019). Akıllı Şebekelerde Güneş Enerjisi Üretiminin Zamana Bağlı Olasılıksal Tahmini, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji , 7 (2) , 411-424.
• Green, M.A.,Hishikawa, Y., Warta, W., Dunlop, E.D., Levi, D.H., et al. (2017). Solar Cell EfficiencyTables (Version 50), ProgPhotovoltaicsResAppl, 25 (7) 668-676.
• Shang, A., Li, X. (2017). PhotovoltaicDevices: Opto-Electro-ThermalPhysicsandModeling, Adv Mater, 29, 1-8.
• Altaşi, İ.H. (1998). Fotovoltaj Güneş Pilleri: Yapısal Özellikleri ve Karakteristikleri, Enerji, Elektrik, Elektromekanik-3e, 47, :66-71.
• Ewa, K.R.,Patrycja, W.K. (2017). PhotovoltaicModuleTemperatureStabilizationwithTheUse Of PhaseChangeMaterials, Solar Energy, 150, 538-545.
• Malvi, C.S.,Dixon-Hardy, D.W., Crook, R. (2011). EnergyBalance Model Of CombinedPhotovoltaic Solar-ThermalSystemIncorporatingPhaseChangeMaterial, Solar Energy, 85, 1440-1446.
• Ömeroğlu, G., (2018). Fotovoltaik - Termal (PV / T) Sistemin Sayısal (CFD) ve Deneysel Analizi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 30 (1), 161-167.
• Anonim, (2009). Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi, Dünya’da ve Türkiye’de Güneş Enerjisi Raporu, 001, 1-246.
• Külcü, R.,Cihanalp, C., Süslü, A., Yılmaz, D. (2016). Adana’da Global Aylık Ortalama Günlük Güneş Işınımının Modellenmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta.Oğuz, M., Akkurt, Ş. (2017). Kayseri İlinin Yenilenebilir Enerji Potansiyeli, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6, (2), 362-374.
• Karakaş, U.C. (2019). Yenilenebilir Enerji KaynaklarininKullanimindaki Gelişmeler; Güneş Enerji Sistemleri ve Finansman Modelleri, ASSAM Uluslararası Hakemli Dergi, 6(13), 65-84.
• Konuklu Y., (2008). Mikrokapsüllenmiş Faz Değiştiren Maddelerde Termal Enerji Depolama İle Binalarda Enerji Tasarrufu, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Adana Türkiye.
• Kayabaşı, R., Kaya, M. (2019). Fotovoltaik Modüllerin Atık Isılarından Termoelektrik Jeneratör İle Elektrik Üretimi, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (16), 310-324.
• Eslamnezhad, H. and Rahimi, A.B., 2017. EnhanceHeat Transfer forPhase-ChangeMaterials in TriplexTubeHeatExchangerwithSelectedArrangements of Fins, AppliedThermalEngineering, 113, 813-821.
• Mohamed, S. A., Al-Sulaiman, F. A., Ibrahim, N. I., Zahir, M. H., Al-Ahmed, A., Saidur, R., Yılbaş, B.S., Sahin, A., (2017). A Review on CurrentStatusandChallenges of InorganicPhaseChangeMaterialsforThermalEnergy Storage Systems. RenewableandSustainableEnergyReviews, 70, 1072-1089.
• Yin, E.,Li, Q., Li, D., Xuan, Y. (2018). ExperimentalInvestigation on Effects of ThermalResistances on a Photovoltaic-Thermoelectric System Integrated with Phase Change Materials, Energy, 169, 172-185.
• Karafil, A., Özbay, H. (2018). Design of Stand-Alone PV System on a Farm House in Bilecik City, Turkey, El-CezeriJournal of ScienceandEngineering, 5(3), 909-916.Gedik, E. (2016). Modül Sıcaklığının Fotovoltaik Panellerin Verimine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi, Politeknik Dergisi, 19 (4), 569-576.
• Yang, X.,Yu, J., Guo, Z., Jin, L., He,Y.L. (2019). Role of Porous Metal Foam on theHeat Transfer Enhancement for a ThermalEnergy Storage Tube, AppliedEnergy, 239, 142-15.
• Yang, X.,Yu, J., Guo, Z., Jin, L., He,Y.L. (2019). Effect of Inclination on theThermalResponse of CompositePhaseChangeMaterialsforThermalEnergy Storage, AppliedEnergy, 238, 22-33.
• Enerji İşleri Genel Müdürlüğü, Enerji İstatistik Raporları, https://www.eigm.gov.tr, E.T. 07.08.2019.
• Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası, http://www.yegm.gov.tr, E.T. 07.08.2019.