EDİRNE İKLİM ŞARTLARINDA ÇEVRE SICAKLIĞI VE RÜZGAR HIZININ POLİKRİSTAL FOTOVOLTAİK PANEL ÇIKIŞ GÜCÜNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, Edirne ilinde kurulu bir polikristal fotovoltaik panelli güneş enerjisi sisteminin performansının çevre sıcaklığı ve rüzgar hızı ile değişimi araştırılarak, bu unsurların fotovoltaik sistem performansı üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla 1 Ağustos – 30 Eylül 2020 tarihleri arasında yapılan deneyde kullanılan sensörler aracılığı ile ölçülen iklimsel veriler ile panel çıkış gücü ve akım değerleri, sisteme bağlı bulunan Arduino Mega mikro işlemci karttaki yazılım vasıtasıyla hafıza kartına (SD kart) 10 dakika aralıklarla aktarılması sonucu elde edilmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgulara göre, ortam sıcaklığındaki artışın fotovoltaik panellerin sıcaklığını arttırdığı, güneş radyasyonu miktarının ise üretilen elektriği doğru oranda etkilediği tespit edilmiştir. Fotovoltaik panel performansına rüzgâr hızının etkileri değerlendirildiğinde ise, rüzgâr hızının artan değerlerinde panel sıcaklıklarının düştüğü tespit edilmiş, fakat incelenen bölge için belirlenen nominal rüzgar hızlarının sayısının çok düşük değerlerde olduğu bu sebeple panellerin soğutulmasında rüzgarın direkt soğutucu olarak kullanılmasının yetersiz olacağı, panellerin soğutulması için yardımcı soğutma sistemlerinin kullanılması durumunda panellerin çıkış gücünün artacağı sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Güneş Enerjisi
• Fotovoltaik
• Çevre Sıcaklığı
• Rüzgar Hızı
• Güç.

INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF AMBIENT TEMPERATURE AND WIND SPEED ON POLYCRYSTAL PHOTOVOLTAIC PANEL OUTPUT POWER IN EDİRNE CLIMATE CONDITIONS

Abstract

In this study, the variation of the performance of a solar energy system with polycrystalline photovoltaic panels installed in Edirne province with ambient temperature and wind speed was investigated, and effects of these elements on photovoltaic system performance were investigated. For this purpose, climatic data measured by sensors used in the experiment carried out between 1 August and 30 September 2020, as well as panel output power and current values, were obtained as a result of transferring Arduino Mega microprocessor card to memory card (SD card) at 10-minute intervals through the software on the system. According to the findings, an increase in ambient temperature increases the panels' temperature, and solar radiation affects electricity produced at a direct proportion rate. When the effects of wind speed on photovoltaic panel performance were evaluated, it was determined that panel temperatures decreased with increasing wind speed values. However, it has been determined that number of nominal wind speeds determined for the examined region is very low, so it will be insufficient to use the wind as a direct cooler for cooling panels. It has been concluded that output power of the panels will increase if auxiliary cooling systems are used for cooling panels.

Keywords

• Solar Energy
• Photovoltaic
• Ambient Temperature
• Wind Speed
• Power.

References

1. Adreolli, F., 2015. Yeni Nesil Fotovoltaikler (Cilt Aydın Bodur). (Ç. Özşar, &A. Bodur, Çev.) Ankara: Elektrik Mühendisleri Odası.
2. Akyuz, E., Coskun, C., Oktay, Z., Dincer, I., 2012. A novel approach for estimation of photovoltaic exergy efficiency. Energy, 44, 1059-1066.
3. Aly, P.S., Ahzi, S., Barth, N., 2019. Effect of physical and environmental factors on the performance of a photovoltaic panel. Solar Energy Materials and Solar Cells, 200 (2019), 109948.
4. Atmaca, M., Pekdemir, Z,İ., 2020. PV Panel Sıcaklığı Üzerinde Etkili Olan Atmosferik Parametrelerin Araştırılması. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, 32(4), 458-466. DOI:10.7240/jeps.699181.
5. Bashir, A.A., Al-Dweri, M., Al-Ghandoor, A., Hammad, B., Al-Kouz, W., 2020. Analysis of Effects of Solar Irradiance, Cell Temperature and Wind Speed on Photovoltaic Systems Performance, International Journal of Energy Economics and Policy, 10(1), 353-359. DOI: 10.32479/ijeep.8591.
6. Chandra, S., Agrawal, S., Chauhan, D.S., 2018. Effect of Ambient Temperature and Wind Speed on Performance Ratio of Polycrystalline Solar Photovoltaic Module: an Experimental Analysis. International Energy Journal, 18 (2018), 171–180.
7. Gedik, E., 2016. Experimental Investigation of Module Temperature Effect on Photovoltaic Panels Efficiency. Journal of Polytechnic, 19 (4): 569-576.
8. Goossens, D., Goverde, H., y Catthoor, F., 2018. Effect of wind on temperature patterns, electrical characteristics, and performance of building-integrated and building-applied inclined photovoltaic modules, Solar Energy, 170, 64–75.

9. Işıker, Y., Yesilata, B., Bulut, H., 2006. Fotovoltaik Panel Gücüne Etki Eden Çalısma Parametrelerinin Arastırılması ,I. Ulusal Günes ve Hidrojen Enerjisi Kongresi, 21-23 Haziran, Eskisehir.
10. Lobera, T.D., Valkealahti, S., 2013. Dynamic thermal model of solar PV systems under varying climatic conditions, Solar Energy, 93, 183–194.
11. Mekhilef, S., Saidur, R., Kamalisarvestani, M., 2012. Effect of dust, humidity and air velocity on efficiency of photovoltaic cells. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 2920– 2925.
12. Schwingshackl, C., Petittaa, M., Wagnera, J.E., Belluardoc, G., Moserc, D., Castellia, M., Zebischa, M., Tetzlaff, A., 2013. Wind effect on PV module temperature: Analysis of different techniques for an accurate estimation. Energy Procedia, 40, 77-86.
13. Tiano, A.F., Rizzo, G., Marino, M., Monetti, A., 2020. Evaluation of the potential of solar photovoltaic panels installed on vehicle body including temperature effect on efficiency. eTransportation, 5(2020), 100067.