Hava soğutmalı fotovoltaik panellerde kanatçık tipinin soğutmaya etkisinin teorik olarak incelenmesi

OpenAlex Türkçe

Günümüzde güneş enerjisinden farklı alanlarda, farklı sistemlerle, etkin bir şekilde yararlanılmaktadır. Güneş enerjisinden yararlanmanın etkili yollarından biri de fotovoltaik güneş panelleridir. Güneşten gelen enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bu sistemlerin kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Fotovoltaik panellere yönelik bu yoğun ilgi beraberinde, bu sistemler üzerine araştırma ve geliştirme çalışmalarını getirmektedir. Yapılan çalışmaların büyük çoğunluğu güneş panellerinin verimini yükseltmeye yöneliktir. Fotovoltaik panellerin verimi; yüzey kirliliği, panelin güneşe göre konumu, gölgelenme, güneş hücrelerinin tipi ve sıcaklığı gibi faktörlerden etkilenmektedir. Güneş paneli hücrelerinin sıcaklığının artması, panelin elektrik üretimini azaltmaktadır. Bu sebeple, daha yüksek bir verim için güneş panellerinin soğutulması gerekir ve bu amaç için birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışmada, havayla soğutulan ve alt yüzeyine farklı geometrilerde kanatçık dizileri uygulanmış fotovoltaik panellerdeki sıcaklık dağılımı teorik olarak incelenmiştir. Bu kapsamda, seçilen üç farklı kanatçık tipi için kanatçıklardaki sıcaklık dağılımı elde edilmiş ve bu denklemler analitik ve nümerik olarak çözülmüştür. Elde edilen sonuçlardan hareketle bu kanatçık tipleri; toplam ısı geçişi miktarı, kanat verimi, kanat etkenliği ve toplam yüzey verimi gibi parametreler bakımından karşılaştırılarak en uygun kanatçık tipi belirlenmeye çalışılmıştır. Özetle bu çalışmada, gerçekleşen soğutma miktarı ve bu soğutmanın, panelin ortalama hücre sıcaklığına etkisi teorik olarak analiz edilmiştir. Çalışmada; alt yüzeyine kanatlar yerleştirilmiş fotovoltaik (PV) panelin ortalama hücre sıcaklıklarının, kanatsız PV panele göre, hava hızı, kanatçıklar arası boşluk ve kanatçık tipi gibi parametrelere bağlı olarak 8 C ila 26 C daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Hücre ortalama sıcaklıklarındaki bu düşüş, literatürdeki deneysel verilere göre, beraberinde yaklaşık %6 ila %11.5 arasında bir elektriksel verim artışı sağlayacaktır. Çalışmada ayrıca; dikdörtgen kanatların, üçgen kanatlardan %4.1 ila %6.7, parabolik kanatlardan ise %13.2 ila %15.3 daha fazla ısı geçişi sağladığı tespit edilmiştir.