Araştırma Makalesi

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

Cilt: 8 Sayı: 1 31 Temmuz 2025
PDF İndir
EN TR

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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Malzeme Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Temmuz 2025

Gönderilme Tarihi

11 Temmuz 2025

Kabul Tarihi

28 Temmuz 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 8 Sayı: 1

Kaynak Göster

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, ve 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 (01 Temmuz 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, ve Ş. Kaltakkıran, “FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ”, JONAS, c. 8, sy 1, ss. 280–292, Tem. 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 (01 Temmuz 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, vd. “FOTOVOLTAİK TERMAL SİSTEMLERDE KULLANILAN OPTİK FİLTRE SICAKLIĞININ ELEKTRİKSEL PERFORMANSA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ”. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences, c. 8, sy 1, Temmuz 2025, ss. 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. 01 Temmuz 2025;8(1):280-92. doi:10.55930/jonas.1739753