Research Article

FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

Volume: 8 Number: 1 July 31, 2025
EN TR

FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, geleneksel fotovoltaik (PV) panel mimarisinin ötesine geçilerek optik filtre entegreli bir fotovoltaik-termal (PVT) sistemi tasarlanmış ve sistemin su sıcaklığına bağlı elektriksel ve termal performansı, eş zamanlı olarak test edilen klasik bir PV sistemle karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Panel, özel olarak sızdırmaz şekilde kapatılmış bir hazne içerisine yerleştirilmiş, bu hazne içerisindeki saf su, peristaltik bir pompa yardımıyla kapalı çevrim hâlinde dolaştırılarak panelin yüzey sıcaklığı kontrol altında tutulmuştur. Deneysel çalışma kapsamında, PV ve PVT sistemlerin elektriksel verimleri hesaplanmış, PVT sistemde dolaşan akışkan sayesinde elde edilen termal enerji miktarı belirlenmiştir. Sonuçlar, optik filtreli PVT sistemin düşük ve orta sıcaklıklarda PV sistemine göre daha yüksek elektriksel verim sağladığını ve ortalama %72,1’lik termal verimiyle toplam verimin %77’ye ulaştığını ortaya koymuştur. Ancak, akışkan giriş sıcaklığı 40 °C’ye yaklaştığında PVT sistemin soğutma etkisi azalmış; bu da PV hücre sıcaklığının artmasına ve kısa sürede akım, gerilim ve verimde ani düşüşlere neden olmuştur. Giriş sıcaklığı 23 °C’ye düşürüldüğünde ise elektriksel parametrelerde hızlı bir toparlanma gözlemlenmiştir. Ayrıca, PV sistemi dış ortamla doğrudan temas ettiğinden rüzgârdan kaynaklanan taşınımla daha iyi soğuma sağlarken, PVT sistemin performansı esas olarak akışkan sıcaklığına bağlı kalmıştır. Çalışma, optik filtreli PVT sistemlerin toplam enerji verimliliğini artırmada etkili olduğunu, ancak bu etkinin akışkan sıcaklığının kontrolüne doğrudan bağlı olduğunu göstermektedir.

Keywords

References

  1. Barthwal M, Rakshit D. (2024). Selective transmission and absorption in oxide-based nanofluid optical filters for PVT collectors. Sol Energy Adv, 4:100078. https://doi.org/10.1016/J.SEJA.2024.100078
  2. Boes EC, Hall IJ, Prairie RR, Stromberg RP, Anderson HE. (1976). Distribution of direct and total solar radiation availabilities for the USA.
  3. Duffie JA, Beckman WA. (2013). Solar Engineering of Thermal Processes. Fourth Edition, https://doi.org/10.1002/9781118671603.
  4. Duffie JA, Beckman WA, Winston R, Kreith F. (19769). Solar‐Energy Thermal Processes. Phys Today, https://doi.org/10.1063/1.3023429
  5. Hale, G.M. & Querry, M.R. (1973). Optical constants of water in the 200 nm to 200 µm wavelength region. Applied Optics, 12(3), 555–563. https://doi.org/10.1364/AO.12.000555
  6. Hsu PC, Huang BJ, Lin WC, Chang YJ, Chang CJ, Li K, et al. (2016). Effect of switching scheme on the performance of a hybrid solar PV system. Renew Energy,(96),520–530. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.05.004
  7. Huang G, Markides CN.(2021). Spectral-splitting hybrid PV-thermal (PV-T) solar collectors employing semi-transparent solar cells as optical filters. Energy Convers Manag, 248(1), 114776. https://doi.org/10.1016/j.enconman.
  8. Huang G, Wang K, Curt SR, Franchetti B, Pesmazoglou I, Markides CN. (2021). On the performance of concentrating fluid-based spectral-splitting hybrid PV-thermal (PV-T) solar collectors. Renew Energy, 174(7), 590–605. https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2021.04.070

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Materials Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Publication Date

July 31, 2025

Submission Date

July 11, 2025

Acceptance Date

July 28, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 8 Number: 1

APA
Ustaoğlu, A., Altıok, T., Büyükpatpat, H., & Kaltakkıran, Ş. (2025). FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences, 8(1), 280-292. https://doi.org/10.55930/jonas.1739753
AMA
1.Ustaoğlu A, Altıok T, Büyükpatpat H, Kaltakkıran Ş. FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ. JONAS. 2025;8(1):280-292. doi:10.55930/jonas.1739753
Chicago
Ustaoğlu, Abid, Tayfun Altıok, Hakan Büyükpatpat, and Şuheda Kaltakkıran. 2025. “FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ”. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences 8 (1): 280-92. https://doi.org/10.55930/jonas.1739753.
EndNote
Ustaoğlu A, Altıok T, Büyükpatpat H, Kaltakkıran Ş (July 1, 2025) FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences 8 1 280–292.
IEEE
[1]A. Ustaoğlu, T. Altıok, H. Büyükpatpat, and Ş. Kaltakkıran, “FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ”, JONAS, vol. 8, no. 1, pp. 280–292, July 2025, doi: 10.55930/jonas.1739753.
ISNAD
Ustaoğlu, Abid - Altıok, Tayfun - Büyükpatpat, Hakan - Kaltakkıran, Şuheda. “FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ”. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences 8/1 (July 1, 2025): 280-292. https://doi.org/10.55930/jonas.1739753.
JAMA
1.Ustaoğlu A, Altıok T, Büyükpatpat H, Kaltakkıran Ş. FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ. JONAS. 2025;8:280–292.
MLA
Ustaoğlu, Abid, et al. “FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ”. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences, vol. 8, no. 1, July 2025, pp. 280-92, doi:10.55930/jonas.1739753.
Vancouver
1.Abid Ustaoğlu, Tayfun Altıok, Hakan Büyükpatpat, Şuheda Kaltakkıran. FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ. JONAS. 2025 Jul. 1;8(1):280-92. doi:10.55930/jonas.1739753