GES Sulama Sistemi ve Panel Temizleme Makinesi Tasarımı ile Güneş Paneli Verimliliğinin Arttırılması

Abstract

Güneş enerjisinden faydalanma ihtiyacı günümüzde oldukça artmıştır. Artan enerji ihtiyaçları ile beraber GES sistemleri sanayi, tarım vb. birçok alanda kullanılmaktadır. Artan maliyetler de göz önünde bulundurulursa, kurulan GES sistemlerinden en yüksek verimde faydalanılmalıdır. Bu çalışmada, GES temizleme sistemi tasarlanarak, güneş paneli yüzeylerinin tozlanma ve kireçlenme gibi kirlilik durumlarında verimliliğinin arttırılması amaçlanmaktadır. Yapılan ölçümler ile panellerin yüzeyleri kirli ve kireçli ise verimlerinin düştüğü görülmüştür. Temizleme sistemi uygulanmadan önce inventör analizleri incelendiğinde 270.1kwh’lik güç çıkışı ile en düşük değer ve 542.7kwh’lik güç çıkışı ile en yüksek değer elde edilmiştir. Ayrıca seçilen bir inventöre bağlı güneş paneli dizeleri incelendiğinde en düşük değer 611.1V ve 2.37A çıkmıştır. Tasarlanan sistemin uygulanması neticesinde temizlenen panellerin ölçümleri yapıldığında üretilen güç artmıştır. İnventörler incelendiğinde en düşük değer 294.7kwh, en yüksek değer ise 592.3kwh’tir. Seçilen inventörün dizeleri incelendiğinde en düşük değer 665.2V ve 4.44A ile çıkış gücündeki artış görülmektedir. Tasarlanan panel temizleme makinesinin üzerine uygulanan yükler neticesinde 0.072 cm’lik bir deformasyona uğradığı ve emniyet katsayısının 15 olduğu görülmektedir.

Keywords

• GES
• Fotovoltaik
• Güneş Paneli Temizleme
• Verimlilik
• Mekanik Tasarım

Increasing Solar Panel Efficiency with GES Irrigation System and Panel Cleaning Machine Design

Abstract

The need to benefit from solar energy has increased considerably today. With the increasing energy needs, solar power plants are used in many areas such as industry, agriculture, etc. Considering the increasing costs, the highest efficiency should be utilized from the installed solar power plants. In this study, the aim is to increase the efficiency of solar panel surfaces in cases of dirt such as dust and calcification by designing a solar power plant cleaning system. The measurements show that the efficiency of the panels decreases if their surfaces are dirty and calcified. When the inverter analyzes are examined before the cleaning system is applied, the lowest value is 270.1 kWh and the highest value is 542.7 kWh. In addition, when the solar panel strings connected to a selected inverter are examined, the lowest value is 611.1V and 2.37A. When the cleaned panels are measured as a result of the application of the designed system, the generated power has increased. When the inverters are examined, the lowest value is 294.7 kWh and the highest value is 592.3 kWh. When the strings of the selected inverter are examined, the lowest value is 665.2V and 4.44A, and the increase in output power is seen. It is seen that the designed panel cleaning machine has a deformation of 0.072 cm as a result of the loads applied to it and the safety factor is 15.

Keywords

• GES
• Photovoltaic
• Solar Panel Cleaning
• Efficiency
• Mechanical Design

References

1. Akyazı, Ö., Şahin, E., Özsoy, T., & Algül, M. (2019). A solar panel cleaning robot design and application. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 343-348.
2. Akyürek, E. F., Geliş, K., & Yoladı, M. (2021). Farklı gölgeleme durumlarının fotovoltaik panel karakteristiği üzerine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(1), 161-168.
3. Algül, D., & Diri, C. (2021). A Method Proposal to Increase the Efficiency of Photovoltaic Panels Integrated to Buildings in Both Cold and Hot Seasons. Journal of Architectural Sciences and Applications, 6(1), 227-236.
4. Altınkök, S., & Altınkök, A. (2024). Photovoltaic Thermal PV/T Solar Panels and Practical Applications. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 14(2), 683-699.
5. Arca, D., & Çıtıroğlu, H. K. (2022). Güneş enerjisi santral (GES) yapım yerlerinin CBS dayalı çok kriterli karar analizi ile belirlenmesi: Karabük örneği. Geomatik, 7(1), 17-25.
6. Aswad, A. M. A., Aydın, Ç., Farsadı, M., & Atilla, D. Ç. (2023). Sıcaklık ve Güneş Işınım Değişimlerinin Fotovoltaik Sstemler Üzerindeki Etkileri. AURUM Journal of Engineering Systems and Architecture, 7(2), 235-257.
7. Atlım, F., Esen, B., & Demirtaş, M. (2019). Balıkesir ilinde farklı iki GES tesisinin panel yerleşimi açısından verimliliklerinin karşılaştırılması. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(2), 679-696.
8. Çamdalı, Ü., & Özel, S. (2024). Bir Fotovoltaik Güneş Enerjisi Santralinin Enerji ve Ekserji Analizi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 26(78), 498-504.

9. Erat, A. (2018). Fotovoltaik panel yüzey temizliği için akıllı sistem tasarımı (Master's thesis, Necmettin Erbakan University (Turkey)).
10. Gül, M., & Akyüz, E. (2019). Fotovoltaik-termal (PV/T) bir sistemin deneysel performansının incelenmesi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(1), 444-458.
11. Güven, Ş. (2022). Fotovoltaik Panel Yüzey Sıcaklığının Denizli İli için Çıkış Gücü ve Verim Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Mühendis ve Makina, 63(707), 429-442.
12. İşin, E., & Çetinkaya, N. (2022). ENDÜSTRİYEL TESİSLERDE GES BAĞLANDIKTAN SONRA REAKTİF/AKTİF GÜÇ ORANININ YSA İLE BELİRLENMESİ. Konya Journal of Engineering Sciences, 10(2), 479-494.
13. Kerem, A., Atik, M., & Bayram, A. (2020). Fotovoltaik (PV) panel sisteminde yüzey soğutma işleminin elektrik üretimine etkisinin deneysel incelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 12(2), 565-578.
14. Kurşun, B., Ökten, K., & Dede, G. (2016). Fotovoltaik güneş panellerinin sıvıya daldırma yöntemi ile soğutulmasında kanal geometrisi ve panel konumunun etkisi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(ÖS2), 135-142.
15. Ozan, S., & Hazneci, E. (2023). Güneş Enerjisi Santrali Desteğinin Tarım İşletmelerine Etkileri: Ankara İli Örneği. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 9(3), 358-369.
16. Özcanlı, M., Güzel, A., & Akgün, B. (2021). Şanlıurfa İli’nde kurulu GES’lerin topoğrafik özellikler (yükselti, eğim, bakı) açısından uygunluk analizi. Türk Coğrafya Dergisi, (78), 127-144.
17. Park, H., Öztürk, A., Park, H., & Khan, M. U. (2019). Utilization of robotics for solar panel cleaning and maintenance. Konya Journal of Engineering Sciences, 7(4), 768-775.
18. Şimşek, S., & Uçum, M. (2022). Düz Çatılarda Kullanılan Fotovoltaik Sistemlerin Simülasyon Yoluyla Tasarımı ve Performans Karşılaştırılmasının Yapılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (38), 529-533.
19. Taktak, F., & Ilı, M. (2018). Güneş enerji santrali (GES) geliştirme: Uşak örneği. Geomatik, 3(1), 1-21.
20. Uysal, S., & Çeliktaş, M. S. (2023). Güneş enerjisi santrallerinde yağmur suyu hasadı. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(2), 334-342.
21. Yalçın, C., & Yüce, M. (2019). Burdur İlindeki Mevcut Güneş Enerjisi Santrallerinin (GES) Mekansal Uygunluğunun Değerlendirilmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(2), 132-140.
22. Yiğit, A., Arslanoğlu, N., & Eker, B. S. (2019). Fotovoltaik sistemlerin projelendirme, kurulum ve işletilmesinde önemli faktörler. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 24(3), 483-490.
23. Yılancı, A. (2020). Performance analysis of a photovoltaic panel cooled by thermoelectric effect. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35(2), 619-634.
24. Yolcan, O. O., & Köse, R. (2020). Türkiye’nin güneş enerjisi durumu ve güneş enerjisi santrali kurulumunda önemli parametreler. Kırklareli Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 6(2), 196-215.