Fotovoltaik Isıl Sistem Performansına Etki Eden Faktörlerin İncelenmesi

Abstract

Güneş ışınımı şiddeti ve çevre sıcaklığı artması ile fotovoltaik (PV) panellerin hücre sıcaklığı artmakta ve performansı azalmaktadır. Bu çalışmada, PV panel ve tasarımını yapmış olduğumuz, PV/T panel hücre sıcaklıkların düşürülmesinde ısı transfer akışkanı olarak su kullanılarak, fotovoltaik ısıl sistemin (PV/T), güneş ışınımı ile çevre sıcaklığına bağlı olarak performanslarının değişimi incelenmektedir. Tasarlamış olduğumuz kapalı çevrim esasına göre çalışan PV/T sistemde, hücre sıcaklığının düşürülmesinde kullanılan ve bir depoda bulunan 25 kg ısı transfer akışkanı, bir pompa yardımı ile 0.0161 kg/s debi de dolaştırılmaktadır. Bu sistemde panel hücrelerinden, ısı transfer akışkanına aktarılan sıcaklık, içerisinde 50 kg su bulunan bir tankta ısı enerjisi olarak depolanmaktadır. Deney 9:00 ile 16:00 saatleri arasında yapılmıştır. Bu süre içerisinde PV panel hücre sıcaklık değişimi takip edilmiştir. Sonuç olarak, PV panel ve tasarlamış PV/T sistemin performansı ölçülmüştür. Deney süresince, PV panelin hücre sıcaklık değerleri 36.49 ℃ ile 52.50 ℃ arasında ölçülürken, PV/T sistemin hücre sıcaklık değerleri 25.75 ℃ ile 37.04 ℃ arasında ölçülmüştür. Isı transfer akışkanının sisteme belirli bir sıcaklığı değeri aralığında gönderilmesi için fan soğutmalı bir ısı değiştirici kullanılmış ve hücre sıcaklık değerleri 26.08 ℃ ile 34.97 ℃ değerleri arasında ölçülmüştür. Ayrıca, PV/T sisteme eklenen ve atık ısının depolandığı tanktaki suyun sıcaklık değerinin 20 ℃’den 30.78 ℃’ye, fan soğutmalı ısı değiştiricisi sisteme eklendiğinde ise 20 ℃’den 27.39 ℃’ye arttığı gözlemlenmiştir. Böylece ısı transfer akışkanı kullanılarak soğutulan PV/T sistemin elektriksel performansı %2 oranın artmaktadır. Tasarlanan PV/T sistemlerde fan soğutmalı ısı değiştiricisi eklendiğinde ısıl performans %13 oranında azalmaktadır. Ayrıca tankta depolanan suyun sıcaklığı %50 oranında artmaktadır.