Effect of Temperature and Zenith Angle on Panel Power Generation in Photovoltaic Panels

Year 2019, Volume: 1 Issue: 1, 1 - 9, 18.04.2019

Ali Osman Özkan , Halil Burak Demir

Abstract

There are many different renewable sources in the world.
Solar energy is one of the most widely used sources. Photovoltaic panels are used
to convert solar energy into electrical energy. The two most important parameters
affecting the efficiency of photovoltaic panels are the panel temperature and the
zenith angle. The effect of these two parameters on panel efficiency was investigated
on an experimental setup established in Konya region. In the study, four equivalent
photovoltaic panels were used. To check the temperature of the panels, chilled water
was passed through the aluminum channels placed on the back surface. As a result
of the data obtained from the experimental test setup, an increase of 11.17% output
power was observed in the cooling panels. It is observed that panels with zenit
angle adjustment produce 7.49% more energy than the fixed panel. Seasonal angle
values were measured with panels positioned differently. As a result of the proper
adjustment of the two parameters, it was determined that the panels we used in the
experimental setup produced 17.47% more energy.

Keywords

Photovoltaic panels, Cooling of panels, Zenith angle, Electrical efficiency

Fotovoltaik Panellerde Sıcaklık ve Zenit Açısının Panel Güç Üretimine Etkisi

Abstract

Dünya üzerinde farklı yenilenebilir enerji kaynakları mevcuttur.
Güneş enerjisi en çok kullanılan kaynaklardan birisidir. Güneş enerjisi elektrik
enerjisine dönüştürmede fotovoltaik paneller kullanılır. Fotovoltaik panellerin
verimini etkileyen faktörlerde en önemli iki parametresi panel sıcaklığı ve zenit
açısının değeridir. Bu iki parametrenin panel verimine olan etkisi Konya bölgesinde
kurulan bir deney düzeneği üzerinde araştırılmıştır. Yapılan çalışmada 4 adet eşdeğer
fotovoltaik panel kullanılmıştır. Panellerin sıcaklığını kontrol etmek için arka
yüzeyine yerleştirilmiş alüminyum kanalcıklardan soğutulmuş su geçirilmiştir. Mevsimlik
açı değerleri ise farklı şekilde konumlandırılmış paneller ile ölçülmüştür. Yapılan
deneysel test düzeneğinden elde edilen veriler sonucunda soğutma yapılan panellerde
% 11,17 çıkış gücünde artış gözlemlenmiştir. Zenit açı ayarı yapılan panellerde
ise sabit panele göre % 7,49 daha fazla enerji ürettiği gözlemlenmiştir. İki parametrenin
uygun şekilde ayarlanması sonucunda deneysel düzenekte kullandığımız panellerde
% 17,47 oranında daha fazla enerji ürettiği tespit edilmiştir.

Keywords

Fotovoltaik paneller, Panellerin soğutulması, Elektriksel verimlilik, Zenit açısı

References

• [1] Güner Bacanlı, Ü. (2006), Türkiye’de Enerji Kaynakları Ve Hidroelektrik Santrallerinin Önemi, Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi Türkiye 10. Enerji Kongresi, 91-99
• [2]Enerji Atlasi, Türkiye'de bulunan Güneş Enerji Santralleri, (2016),Http://www.Enerjiatlasi.Com/Gunes/ , (15.12.2018)
• [3] Yeşil Ekonomi, Türkiye’de Güneş Enerjisi, (2018), https://yesilekonomi.com/turkiyenin-gunes-enerjisi-kurulu-gucu-5-gwa-yaklasti/ ,(13.12.2018)
• [4] Kumar, K., Sharma, S., Jain, L., Al Khaimah, R. Standalone Photovoltaic (PV) Module Outdoor Testing Facility For UAE Climate, Submitted To CSEM-UAE Innovation Center LLC; 2007.
• [5] Krauter S. Increased Electrical Yield Via Water Flow Over The Front Of Photovoltaic Panels. Sol Energy Mater Sol Cells 2004;82:131–137.
• [6] Mohan, K., Du, B., Eric, H., Water Cooled Concentrated Photovoltaic System. Int. J Smart Grid Clean Energy, 2013, 159–163.
• [7] Mohamed, M., Enhancing The Photoelectric Conversion Efficiency Of Solar Panel By Water Cooling. J Fundamen. Renew. Energy Appl. 2015, 240–244.
• [8] Chao, H., Hsien, S., Kun, Y., Experimental Study Of Photovoltaic/ Thermal (PVT) Hybrid Panel. Int. J. Smart Grid Clean Energy 2013, 148–151.
• [9] Shenyi, W., Chenguang, X., Passive Cooling Technology For Photovoltaic Panels For Domestic Houses. Int. J. Low-Carbon Technol. 2014, 118–126.
• [10] E. Lorenzo, M. Perez, A. Ezpeleta And A. J., "Design Of Tracking Photovoltaic Systems With A Single Vertical Axis," Prog. Photovolt: Res. Appl., Vol. 10, 2002, Pp. 533-543.
• [11] A. Al-Mohamad, Efficiency Improvements Of Photo-Voltaic Panels Using A Suntrackingsystem, Appl. Energy, 2004, 345-354.
• [12] G.C. Lazaroiu, M. Longo, M. Roscia, M. Pagano, Comparative Analysis Of Fixed And Sun Tracking Low Power PV Systems Considering Energy Consumption, Energy Convers. Manag. 2015, 143-148.
• [13] M. Yılmaz, İki Eksenli Güneş Takip Sistemlerinde Takip Verimliliğin Arttırılması, Batman University Journal Of Life Sciences Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi Volume 7, Number ½, 2017, 56-62.
• [14] D.R. Carvalho, A.F. Lacerda Filho, R.C. Resende, M.A. Possi, J.P. Kruckeberg, An Economical, Two Axes Solar Tracking System For Implementation In Brazil, Appl. Eng. Agric. 2013, 123-128.
• [15] M. Serhan, L. El-Chaar, Two Axes Sun Tracking System: Comparison With A Fixed System, Int. Conf. Renew. Energies Power Qual. 10 2010, DOI: 10.24084/repqj08.227.
• [16] Y. Yao, Y. Hu, S. Gao, G. Yang, J. Du, A Multipurpose Dual-Axis Solar Tracker With Two Tracking Strategies, Renew. Energy, 2014, 88-98.
• [17] Yağcı, M. Economical and Technical Challenges of a Large Scale Solar Plant, International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering, vol 5 no 2, 70-75, 2017 10.18201/ijisae.2017529085.