OPTİMİZE EDİLMİŞ FOTOVOLTAİK GÜNEŞ PANELLERİNİN SABİT VE MOBİL UYGULAMALARDA KULLANIMININ KARŞILAŞTIRMALI İNCELENMESİ

Yıl 2021, Cilt: 9 Sayı: 3, 983 - 991, 21.09.2021

Ali Keçebaş , Barış Gürel , Bayram Devlet

https://doi.org/10.21923/jesd.822528

Öz

Güç üretim verimi en yüksek fotovoltaik (PV) panelinin tespiti için yapılan bu çalışmada, 3 farklı özellikte optimize edilmiş PV panelin 3 ayrı durum kapsamında karşılaştırmalı testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında Normal (N-PV), FDM’li (FDM-PV) ve FDM’li-Yoğunlaştırıcılı (FDM-YPV) olmak üzere kullanılan üç ayrı nitelikteki PV panelinin 4 gün boyunca saat 10:30’dan saat 16:30’a kadar birer saat arayla sırasıyla güneşe Sabit Açılı (SA), taşıt Park Durumu (PD) ve taşıtın Sürüş Durumu (SD) olmak üzere 3 farklı durum kapsamında elektriksel güç ölçümleri multimetre aracılığıyla yapılmıştır. Sonuç olarak sabit açılı FDM-YPV panelinin sabit açılı N-PV paneline göre elektriksel güç üretiminde %47 verim artışı elde ettiği görülmüştür. Elektrikli taşıt park durumundaki FDM-PV panelinde, taşıt park durumundaki N-PV paneline göre %22 daha fazla verim artışı gözlemlenmiştir. FDM-PV panelin taşıt sürüş durumunda ise taşıt sürüş durumundaki N-PV paneline göre %7 daha fazla verim artışı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Elektrikli Taşıt, PV Paneli, Yoğunlaştırıcılı PV, Faz Değişken Malzeme, Elektriksel Verimlilik

COMPARATIVE STUDY OF THE USAGE OF OPTIMIZED PHOTOVOLTAIC SOLAR PANELS IN FIXED AND MOBILE APPLICATIONS

Öz

In this study, which was conducted to determine the photovoltaic (PV) panel with the highest power generation efficiency, comparative tests of 3 different optimized PV panels were carried out in 3 different cases.Within the scope of the study, three different types of PV panels' used as Normal (N-PV), with PCM (PCM-PV) and with PCM-Concentrator (PCM-CPV) electrical power measurements were made by means of a multi-meter for 4 days, from 10:30 to 16:30 with one hour intervals under 3 different situations, namely, Fixed Angle (FA) to the sun, while Vehicle Parking State (PS) and while vehicle Driving State (DS).As a result, it was seen that fixed angle PCM-CPV panel achieved 47% efficiency increase in electrical power (P) production compared to fixed angle N-PV panel.A 22% more efficiency increase was observed in the PCM-PV panel in the electric vehicle park state compared to the N-PV panel in the vehicle park state.In the vehicle driving state of the PCM-PV panel, 7% more efficiency increase was observed compared to the N-PV panel in vehicle driving condition.

Anahtar Kelimeler

Electric Vehicle, PV Panel, Concentrated PV, Phase Change Material, Electrical Efficiency

Kaynakça

• Altaş, İ.H., 1998. Fotovoltaj güneş pilleri: yapısal özellikleri ve karakteristikleri, Ener., Elektr., Elektromek-3e, 47, 66-71.
• Bolat, B., 2016. Yoğunlaşırıcılı güneş panellerinde ısı deposu olarak parafin wax kullanılmasının deneysel incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, 145s.
• Cebeci, S., 2017. Türkiye’de güneş enerjisinden elektrik üretim potansiyelinin değerlendirilmesi, Planlama Uzmanlığı Tezi, T.C. Kalkınma Bakanlığı, İktisadi Sektörler ve Koordinasyon Genel Müdürlüğü, Ankara, 185s.
• Çarkıt, T., 2016. PV panellerin yapısı ve panellerden elektrik üretimine sıcaklığın etkisi, Elektr. Müh. dergisi, 457, 65-68.
• Çevik, M., 2013. Faz değiştiren maddelerle duvar ısıl yalıtımın deneysel olarak araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi,Elazığ, 53s.
• Chen, Q., Ming, Z., 2012. Photovoltaic Module Simulink Model for a Stand-alone PV System, Physic Procedia, 24, 94-100.
• Daneshazarian, R., Cuce, E., Cuce, P.M., Sher F., 2018. Concentrating photovoltaic thermal (CPVT) collectors and systems: Theory performance assessment and applications, Renew.Sust.Energ.Rev., 81, 473-492.
• Duman, S.,Yörükeren, N., Altaş, İ.H., 2014. Fotovoltaik enerji sistemlerinin modellenmesi, benzetimi ve uygulaması, İleri Tekn. Bilim Dergi, 3, 9-23.
• Eyinç, H., 2018. Nanopartikül ve faz değiştiren malzemeli bir fotovoltaik termal sistemin deneysel analizi, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, 83s.
• Gören, A,, 2014. Güneş enerjisi ile çalışan araçlar için polimer kompozit gövde tasarımı ve imalatı, PUTech&Comp, 5/22, 40-48.
• Günaydın, A., 2018. Yoğunlaştırılmış nano parçacıklı pvt/fdm sistemin deneysel analizi, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, 90s.
• Gürbüz, D., 2018. Kir ve tozlanmanın fotovoltaik sistem verimi üzerindeki etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, 74s.
• Jakhar, S., Soni M.S.,Gakkhar N., 2016. Historical and recent development of concentrating photovoltaic cooling technologies, Renew.Sust.Energ. Rev., 60, 41-59.
• Jesumathy, S., Udayakumar, M., Suresh, S., 2012. Experimental study of enhanced heat transfer by addition of CuO nanoparticle, Heat Mass Trans., 48, 965-78.
• Kapsalis, V.,Karamanis, D., 2016. Solar thermal energy storage and heat pumps whit phase change materials, Appl. Therm. Eng., 99, 1212-1224.
• Karaipekli, A., 2006. Faz değişimli enerji depolama maddelerinde ısıl iletkenliğin zenginleştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Tokat, 74s.
• Kaşkaş, A., 2010. Güneş enerjili araç projesi, Bilimsel araştırma projesi kesin raporu, Ankara Üniversitesi, Ankara, 11s.
• Lin, S.C., Al-Kayiem H.H., 2016. Evaluation of copper nanoparticles – Paraffin wax compositions for solar thermal energy storage, Sol.Energ., 132, 267-278.
• Llorente, J., Ballestrin, J. ve Vazquez, A. J., 2011. A new solar concentrating system: Description, characterization and applications, Sol Energ, 85: 1000-1006.
• Matsushima, T., Setaka, T.,Muroyama S., 2003. Concentrating solar module with horizontal reflectors, Sol.Energ. Mater.& Sol. Cell, 75, 603-612.
• Özen, Y., 2015. III-V grubu güneş hücresi geliştirilmesi ve prototip yoğunlaştırıcılıfotovoltaik modül üretimi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara, 169s.
• Renaudineau, H., Houari, A., Martin, J.-P., Pierfederici, S., Meibody-Tabar, F.,Gerardin, B., 2011. A new approach in tracking maximum power under partially shaded conditions with consideration of converter losses, Sol.Energ., 85 (11), 2580-2588.
• Sayın, S.,Ko, İ., 2011. Güneş enerjisinden aktif olarak yaralanmada kullanılan fotovoltaik (PV) sistemler ve yapılarda kullanım biçimleri, S.Ü.Müh-Mim Fak.Derg., 26, 89-106.
• Serin, O., 2011. Güneş arabası yarış simülasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 117s.
• Şen, S., 2017. Çok katmanlı yoğunlaştırıcılı güneş panelli tasarımı ve deneysel analizi, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, 59s.
• Turmuş, A., 2018. Düzlemsel yansıtma destekli düzlemsel güneş paneli tasarımı elektrik üretimi ve verim analizi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ. 139s.
• Wu, S., Zhu, D., Zhang, X., Huang, J., 2010. Preparation and melting/freezing characteristics of Cu/Paraffin nanofluid as phase change material (PCM), Energ. Fuel, 24, 1894-1898.
• Yang, F., Wang, H., Zhang, X., Tian, W., Hua, Y., Dong, T., 2018. Desing and experimental study of a cost-effective low concentrating photovoltaic/thermal system, Sol.Energ., 160, 289-296.
• Yüksel, C., 2016. A numerical study on passive cooling system of a photovoltaic panel, M.Sc. Thesis, DokuzEylül University, İzmir, 79s.
• Web1, 2020.http://www.greenrhinoenergy.com/solar/technologies/pv_concentration.php, Erişim tarihi: 03.11.2020.
• Web2, 2020.http://web.hitit.edu.tr/dersnotlari/hulyacakmak_03.10.2018_8D5P.pdf, Erişim tarihi: 30.10.2020.
• Web3, 2020. http://w3.bilecik.edu.tr/makineveimalat/wp-content/uploads/sites/27/2017/02/B%C3%B6l%C3%BCm-1_Giri%C5%9F.pdf, Erişim tar