Photovoltaic Thermal PV/T Solar Panels and Practical Applications

Year 2024, Volume: 14 Issue: 2, 683 - 699, 18.06.2024

Sevgi Altınkök , Atılgan Altınkök

https://doi.org/10.31466/kfbd.1425077

Abstract

The research and development of renewable energy resources for energy production are of utmost importance due to factors such as the restricted utilization of fossil fuels and the escalating presence of greenhouse gases in the atmosphere resulting from their usage. The conversion of solar energy into electrical energy is made possible through the utilization of photovoltaic (PV) technology. Nevertheless, due to the PV cells' efficiency ranging between 15% and 20%, the excess energy is dissipated into the atmosphere as heat. Photovoltaic thermal (PV/T) systems increase efficiency both by converting solar energy into electrical energy and by converting the generated heat into useful energy. PV/T systems are a technology that increases efficiency by using solar energy to produce both electricity and hot water. PV/T systems have many types and have commercial and domestic applications. PV/T systems harness solar energy to generate electrical energy while simultaneously utilizing the generated heat to produce useful energy. This innovative approach enables the cooling of the PV cell surface, resulting in improved efficiency. Also, thanks to the use of these systems, it is possible to recover the energy lost in conventional photovoltaic systems The primary objective of this study is to provide a comprehensive overview of the progress made in the research and development of PV/T solar collectors, encompassing an in-depth investigation of their various practical applications.

Keywords

Solar panels, PV/T technology, Photovoltaic thermal, Solar cells

Fotovoltaik Termal PV/T Güneş Panelleri Ve Pratik Uygulamaları

Abstract

Enerji bugün ülkelerin kalkınmasının ve gelişmişliğinin bir göstergesi durumundadır. Ancak dünyada yaygın olarak kullanılan enerji, üretim ve tüketim yöntemleri yerine yenisi konulamayacak enerji kaynaklarımız tükenmekte bunun sonucunda da tabiat üzerinde geri dönüşü olmayan bir tahribata sebep olunmaktadır. Fosil yakıtların sınırlı olması ve enerji üretimindeki kullanımları nedeniyle atmosferdeki sera gazlarının artması gibi faktörler, enerji üretiminde yenilenebilir kaynaklara yönelik araştırma ve geliştirmeler hayati öneme sahiptir. Güneş enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en önemli ve hızla büyüyen kaynaklardan biridir. Dünya çapında güneş enerjisinin kullanım oranı, sağladığı avantajlar ve ekonomik getirilerin artmasıyla birlikte artmaktadır.Fotovoltaik (PV) teknolojisi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilme imkanı sağlar. Bununla birlikte, PV hücrelerin verimliliği %15-20 aralığında olduğundan, geri kalan enerji ısı olarak atmosfere salınır. PV/T sistemleri, güneş enerjisini hem elektrik enerjisine dönüştürürken hem de oluşan ısıyı faydalı enerjiye dönüştürerek verimliliği arttırmaktadır. PV/T sistemleri, elektrik ve sıcak su üretimi için güneş enerjisini kullanarak verimliliği arttıran bir teknolojidir. PV/T sistemleri, birçok çeşide sahip olup, ticari ve evsel uygulama alanlarına sahiptir. PV/T sistemleri, güneş enerjisi ile elektrik enerjisi üretirken aynı zamanda oluşan ısıyı da kullanarak faydalı enerjiye dönüştürürler. Bu şekilde PV hücrelerin yüzeyi soğutulur ve verimlilik artar. Ayrıca, bu sistemlerin kullanımı sayesinde, geleneksel fotovoltaik sistemlerde kaybedilen enerjiyi geri kazanmak mümkündür. PV/T sistemleri, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en verimli olanlardan biri olarak kabul edilir. Bu çalışmada, fotovoltaik termal (PV/T) güneş kollektörlerindeki teknolojik ilerlemenin araştırılmasını ve geliştirilmesini ve bazı faydalı uygulamaları sunmaktadır.

Keywords

Güneş panelleri, PV/T teknolojisi, Fotovoltaik termal, Güneş hücreleri

References

• Absolicon, (2024). Retrieved, from https://www.absolicon.com/solar-technology/ (Date Accessed: January 18, 2024)
• Dualsun, (2024). Retrieved from https://dualsun.com/en/solutions/solar-electricity/ (Date Accessed: January 05, 2024)
• Huaxu, L., Fuqiang, W., Dong, Z., Ziming, C., Chuanxin, Z., (2020). “Experimental İnvestigation Of Cost- Effective Zno Nanofluid Based Spectral Splitting Cpv/T System” Energy, Issn: 0360-5442, Vol: 194, pp. 116913. doi: 10.1016/j.energy.2020.116913
• Millenyum Solar, (2023). Retrieved, from http://www.amitecmillenniumsolar.com/Products.html (Date Accessed: October 25, 2023)
• Schockley, W., Queisser, H.J.J., (1961). "Detailed balance limit of efficiency of p-njunction solar cells", J Appl. Phys., vol. 32, pp. 510-519 doi:10.1063/1.1736034
• Solanki, S.C., Dubey, S., Tiwari, A., (2009) "Indoor simulation and testing of photovoltaic thermal (PV/T) air collectors," Applied Energy, Elsevier, vol. 86(11), pp 2421-2428
• Solar Air Collector, (2023). In Solarventi, Retrieved from https://www.solarventi.com/product-category/solar- air- colectors (Date Accessed: May 25, 2023)
• Solar PV, (2023). In İEA. Retrieved, from https://www.iea.org/reports/solar-pv (Date Accessed: December 12, 2023)
• Solimpeks, (2023). Retrieved from https://www.solimpeks.com.tr/hibrit-pv-t-panel/ (Date Accessed: December 09, 2023)
• Solarwall, (2024). Retrieved from https://www.solarwall.com/technology. (Date Accessed: January 15, 2024) Technologies”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Elsevier. Vol 16 pp. 599-617 doi:10.1016/j.rser.2011.08.026
• Türkiye elektrik üretim istatistikleri. (2023). Retrieved from https://www.teias.gov.tr/tr-TR/turkiye-elektrik- uretim-iletim-istatistikleri (Date Accessed: November 22, 2023)
• Twinsolar, (2023).In Grammer Solar, Retrieved from https://grammer-solar.com/de/solarluft/solarluft- kollektoren/twinsolar.html (Date Accessed: November 22, 2023)
• Tripanagnostopoulos, Y., Souliotis, M., Battisti, R., Corrado, A., (2005) “Energy cost and LCA results of PV and hybrid PV/T solar systems”,Prog. Photovoltaics Res. Appl. Vol. 13 (3) pp.235-250 doi:10.1002/pip.590
• Quan, Z., Li, N., Zhao, Y., Tang, X., (2010) “The experiment research for solar PV/T system based on flat- plate heat pipes” In: Proceeding the 17th Chinese national HVAC&R academic conference. doi:10.1109/APPEEC.2011.5749155
• Zhao, X., Zhang X., Riffat S.B., Su X., (2011). “Theoretical investigation of a novel PV/e roof module for heat pump operation”, Energy Convers Manage, vol. 52 pp. 603–614 doi:10.1016/j.enconman.2010.07.036
• Zhanga, X., Zhaoa, X., Smitha, S., Xub, J., Yuc, X., (2012) “Review of R&D progress and practical application of the solar photovoltaic/thermal (PV/T)