Fotovoltaik termal (PV/T) bir sistemin Çorum ili iklim şartlarında performans analizi

Abstract

Fotovoltaik modüllerde sıcaklık artışının neden olduğu verim kaybının önüne geçilerek modül yüzey sıcaklığını düşürmek için tek modülden hem ısı enerjisi hem elektrik enerjisi üretimi yapabilen fotovoltaik termal modüller geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında elektriksel verim artışı ile birlikte sıcak su ihtiyacının karşılanabileceği, düşük maliyetli, basit bir yapıya sahip fotovoltaik termal (PV/T) bir sistemin tasarımı yapılarak montaj yapılan fotovoltaik termal modül verileri referans fotovoltaik modül verileri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Modül ön ve arka yüzey sıcaklıkları, ortam sıcaklığı, soğutucu akışkan giriş ve çıkış sıcaklıkları, modül akım ve gerilim değerleri, ışınım, rüzgâr hızı parametreleri ölçülerek elektriksel ve ısıl verim hesaplamaları yapılmıştır. Deneyler 03 Ağustos 2019 ve 07 Ağustos 2019 tarihleri arasında sırasıyla 0,83-1,25-1,67-2,08-2,50 l/dk debide, her gün saat 09.30 ile 16.30 zaman aralığında yapılmıştır. PV modül ön yüzey sıcaklığı 61,80 0C ile 31,70 0C arasında, PV/T modül ön yüzey sıcaklığı 50,50 0C ile 27,30 0C arasında değişmiştir. En yüksek ısıl verim %74,15, en yüksek elektriksel verim referans PV modül için %13,41 ve PV/T modül için %14,36 olarak 1,25 l/dk debide belirlenmiştir. Soğutma sistemi sayesinde modül yüzey ısısının düşürülmesiyle 1,25 l/dk debide elektriksel verimde %7,11 artış sağlanmıştır.

Photovoltaic thermal modules have been developed which can produce both heat energy and electrical energy from a single module to reduce the module surface temperature by preventing the loss of efficiency caused by temperature increase photovoltaic modules. In this thesis, photovoltaic thermal module having low cost and simple structre which can meet the need of hot water in conjuction with the increase of electrical efficiency has been designed and the module data which was designed has been examined to compare with reference photovoltaic module data. Electrical and thermal efficiency calculations were made by measuring module front and back surface temperatures, ambient temperature, refrigerant inlet and outlet temperatures, module current and voltage values, radiation, wind speed parameters The experiments were carried out on August 03, 2019 and 07 August 2019 between 09.30-16.30 at a flow rate of 0.83-1.25-1.67-2.08-2.50 liters/minute. PV module front surface temperature ranged from 61.80 0C to 31.70 0C, and PV/T module front surface temperature ranged from 50.50 0C to 27.30 0C. The highest thermal efficiency was determined as 74.15%, the highest electrical efficiency was determined as 13.41% for reference PV module and 14.36% for PV / T module at 1.25 liter / minute flow rate. Thank by means of the cooling system, the module surface temperature was reduced and the electrical efficiency was increased by 7.11% at 1.25 liters / minute flow rate.