Güneş pili-termal (PV-T) hibrit sistemin optimizasyonunun deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Temiz ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olan güneş enerjisinden yararlanan güneş pilleri, üzerlerine gelen ışınların bir kısmını elektrik enerjisine dönüştürürler. Güneş pilleri elektrik enerjisine dönüştürülemeyen ışınların bir kısmını yansıtıp; bir kısmını da ısıya dönüştürdükleri için sıcaklıkları artmakta ve bu sıcaklık artışı elektriksel verimlerini düşürmektedir. Elektrik verimini yükseltmek için hücre sıcaklıklarının düşürülmesi gerekmektedir. Güneş pilinin soğutulmasıyla hem verim artışı sağlayan hem de ısı enerjisi elde edilmesi temeline dayanan güneş pili-termal (PV-T) hibrit sistemler mevcuttur. Ülkemizde güneş enerjisi yaygın olarak su ısıtma sistemlerinde kullanılmaktadır. Termal kollektörlerin kullanımı yaygındır ancak PV-T sistemler çok fazla bilinmemektedir. Bu çalışmada hem elektrik hem de sıcak su üreten, PV-T ve termal kollektörlerin birlikte kullanıldığı bir sistem tasarlanmıştır. Bu sistemin farklı hava şartları ve debilerde elde edilen deneysel verileri kullanılarak kollektörlerin modelleri elde edilmiştir. Bu modeller kullanılarak istenen elektriksel ve ısıl güçleri karşılayabilen optimum kollektör sayılarının tespitine imkan veren bir program geliştirilmiştir. Yapılan bu çalışma güneş pili ve termal kollektörler yerine daha avantajlı olan PV-T kollektörün tercih edilebileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Termal kollektör, PV-T kollektör, Güneş pili, Optimizasyon

Solar cells benefiting from solar energy which is a clean and renewable source of energy convert some part of coming upon rays into electrical energy. Solar cells reflect or convert into temperature some part of rays which can not be converted into electrical energy. Because of this, their temperature increase and electrical efficiency decrease. Temperature of the cells needs to be reduced to increase electrical efficiency. There are thermal solar cell (PV-T) hybrid systems based on providing efficiency and obtaining temperature energy with cooling solar cells. Solar energy is commonly used in water heating systems in our country. For this reason, usage of thermal collectors is common PV-T systems are not very well-known. In this study, a system is designed which produce both electricity and hot water and use PV-T and thermal collectors together. Models of the collectors were obtained by using scientific data of this system at different air conditions and flows. By using these models, a program is developed which allows identification of optimum number of collectors which can afford desired electrical and thermic power. In this study, PV-T collector are shown to preffered the most adventure than solar cell and thermal collector.Keywords: Thermal collector, PV-T collector, Solar cell, Optimization.