Güneş panellerinin üretim ve kurulum süreçlerinde verimliliği belirleyen faktörlerin analizi

Yıl 2024, , 1400 - 1407, 15.10.2024

Gamze Güven Ayşe Bilhan

https://doi.org/10.28948/ngumuh.1535918

Öz

Dünya enerji talebinin artmasıyla birlikte, sınırlı fosil yakıt kaynakları ve bunların çevresel etkileri göz önüne alındığında, güneş enerjisi alternatif bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Bu bağlamda, fotovoltaik panellerin verimliliği üzerindeki etkilerin daha detaylı bir şekilde anlaşılması, güneş enerjisi teknolojisinin geliştirilmesi ve daha verimli enerji üretimi için önem taşımaktadır. Güneş panellerinin tasarımında kullanılan malzemelerin seçimi, üretim teknikleri ve test süreçlerinin, panelin nihai verimliliği üzerinde belirleyici olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada, güneş paneli tasarımı ve üretimindeki değişkenlerin verimlilik üzerindeki etkilerin sistematik bir şekilde analiz edilmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan güneş panelleri üzerinde, Sun-Simulator cihazı kullanılarak farklı durumlar için testler yapılarak, bu panellere ait akım-gerilim (I-V) karakteristikleri elde edilmiştir. Gölgelenme, kirlilik, gibi çevresel faktörler ile çeşitli fiziksel faktörlerin güneş panellerinin verimliliği üzerindeki etkileri de detaylı bir şekilde incelmiş ve analiz edilmiştir. Bu çalışma, güneş enerjisi teknolojisinin verimliliğini artırmaya ve sürdürülebilir enerji uygulamalarını optimize etmeye katkıda bulunmayı hedeflemektedir.

Anahtar Kelimeler

Enerji, fotovoltaik panel, güneş panelleri, kayıplar, solar hücreler, verim

Analysis of factors determining efficiency in the production and installation processes of solar panels

Öz

With the increasing global energy demand and the limited fossil fuel resources along with their environmental impacts, solar energy emerges as an alternative solution. In this context, a more detailed understanding of the factors affecting the efficiency of photovoltaic panels is crucial for the development of solar energy technology and more efficient energy production. It is well known that the choice of materials used in the design of solar panels, production techniques, and testing processes are decisive for the final efficiency of the panel. Therefore, this study aims to systematically analyze the effects of variables in the design and production of solar panels on their efficiency. By conducting tests on the designed solar panels using a Sun-Simulator device, the current-voltage (I-V) characteristics of these panels under different conditions were obtained. The effects of environmental factors such as shading and pollution, as well as various physical factors, on the efficiency of solar panels were also examined and analyzed in detail. This study aims to contribute to enhancing the efficiency of solar energy technology and optimizing sustainable energy practices.

Anahtar Kelimeler

Efficiency, energy, losses, photovoltaic panel, solar cells

Kaynakça

• S. Çamcı, K. Ulgen, Süperkapasitörlerin güneş enerjili insansız hava araçlarında kullanımına yönelik Matlab/Simulink modeli. DEÜ, FMD, 24(70), 221-232, 2022. http://doi.org/10.21205/deufmd.2022247021
• S. Emikonel, A. Bilhan, Analysis of Turkey’s solar enerjy potential in different regions. OKU Journal of The Institute of Science and Technology, 5(Special Issue), 170-184, 2022. http://doi.org/10.47495/okufbe d.1034175
• B. M. Hamed, & M. S. El-Moghany, Fuzzy controller design using FPGA for sun tracking in solar array system. International Journal of Intelligent Systems and Applications, 4 (1), 46–52, 2012. http://doi.org/10.581 5/ijisa.2012.01.06
• M. Öztürk, R. Kayabşı, Güneş enerjisinin İç Anadolu bölgesinde kullanılabilirliği ve system analizi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., 12(4), 1351-1359, 2023. http://doi .org/10.28948/ngumuh.1310627
• F. M. Guangul, & G. T. Chala, Solar energy as renewable energy source: SWOT analysis. 2019 4th MEC International Conference on Big Data and Smart City (ICBDSC), s. 1–5, Muscat, Oman, 2019. http://do i. 10.1109/ICBDSC.2019.8645580
• C. Haydaroğlu, B. Gümüş, Dicle Üniversitesi güneş enerjisi santralinin PVsyst ile simülasyonu ve performans parametrelerinin değerlendirilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 7(3), 491-500, 2016.
• Ş. Sağlam, Şebeke bağlantılı fotovoltaik aydınlatma sisteminin bulanık mantık ile kontrolü. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, s.10-15, İstanbul, 2006.
• N. Yılankıran, D. İsaoğulları, Photovoltaic system design and analysis: the case of Sivas Technology development zone. Journal of Science and Technology, 3(1), 14-20, 2024. https://doi.org/10.69560/cujast.146 4421
• J. Nelson, The physics of solar cells. Imperial College Press, s. 1004, New York, 2020.
• C. Lungenschmied, G. Dennler, H. Neugebauer, S. N. Sariciftci, M. Glatthaar, T. Meyer, & A. Meyer, Flexible, long-lived, large-area, organic solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 91 (5), 379-384, 2007. http://doi.10.1016/j.solmat.2006.10.013
• Y. Liang, D. Feng, Y. Wu, S. T. Tsai, G. Li, C. Ray, & L. Yu, Highly efficient solar cell polymers developed via fine-tuning of structural and electronic properties. Journal of the American Chemical Society, 131 (22), 7792-7799, 2009. http://doi.10.1021/ja901545q
• W. Hong, Y. Xu, G. Lu, C. Li, & G. Shi, Transparent graphene/PEDOT–PSS composite films as counter electrodes of dye-sensitized solar cells. Electrochemistry Communications, 10 (10), 1555-1558, 2008. http://doi.10.1016/j.elecom.2008.08.007
• A. Taşcıoğlu, Monokristal ve polikristal güneş panellerinin Bursa koşullarındaki güç performansı üzerine bir araştırma. Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Bursa, 2015.
• L. Jiang, S. Cui, P. Sun, Y. Wang & C. Yang, Comparison of Monocrystalline and Polycrystalline Solar Modules. 2020 IEEE 5th Information Technology and Mechatronics Engineering Conference (ITOEC), 12-14 Haziran, 2020. http:// doi.10.1109/ ITOEC49072.2020.9141722
• A. Pavlovic, C. Fragassa, M. Bertoldi & V. Mikhnych, Thermal Behavior of Monocrystalline Silicon Solar Cells: A ‎Numerical and Experimental Investigation on the Module ‎Encapsulation Materials. Journal of Applied and Computational Mechanics, Vol. 7(3), ss. 1847-1855, Temmuz, 2021. http://doi.10.22055/JA CM.20 21.37852.3101.
• G. Albate, & M., Tucci, Polycrystalline silicon thin-film solar cells: Present status and future potential. Solar Energy Materials and Solar Cells, 60 (1), 343-352, 2000. http://doi.10.1016/j.solmat.2013.05.043
• M. O. Karaağa., H. Oğul, F. Bulut, Evaluation of monocrystalline and polycrystalline photovoltaic panels in Sinop province. Turkish Doğa ve Fen Dergisi, 10(1), 176-181, 2021. https://doi.org/10.46810/tdfd.85 5488
• C. Haydaroğlu, B. Gümüş, Investigation of the effect of short term environmental contamination on energy production in photovoltaic panels: Dicle Universtiy solar power plant example. Applied Solar Energy, 53(1), 31-34, 2017. http://doi.10.3103/S0003701X170 10066
• S. Duman, M. Alçı, Yarım ve tam fotovoltaik hücreleri ile tasarlanan güneş enerjisi panellerinin toplam verimliliğini etkileyen parametrelerin incelenmesi. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 11(3), 592-600, 2022. http://doi.10.28948/ngmuh.1073976