Matlab simulink ile farklı işletme şartlarında PV ve PV/T sistemlerinin performans analizi

Teknolojinin hızla geliştiği ve yaygın olarak kullanıldığı günümüz dünyasında enerji tüketimi artmaktadır. Enerji ihtiyacının ucuz ve çevreci bir şekilde karşılanabilmesi için yenilenebilir enerji kaynakları ve özellikle güneş enerjisinin önemi gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada, Matlab/Simulink yazılımı kullanılarak fotovoltaik (PV) sistemi ve fotovoltaik ısıl (PV/T) sistemi için bir simülasyon programı yapılmıştır. Bu amaçla, elektrik enerji üretimi ve sıcak su karşılama için uygun olan tek diyotlu eşdeğer devresi ve sıvı tip düzlemsel PV/T kollektör sistemleri tercih edilmiştir. Tek diyotlu eşdeğer devresi ve sıvı tip düzlemsel PV/T kolektör sistemi tarafından üretilen enerjiyi belirlemek için Matlab/Simulink ile yapılan bilgisayar programında Hottel-Whillier denklemleri kullanılmıştır. Burada akım ve gerilim hesaplanmış ayrıca sıvı tip düzlemsel PV/T kolektör sisteminin ısıl verimi ve elektriksel verimi hesaplanmıştır. PV sistemi için, kollektör alanı, açık devre gerilimi, kısa devre akımı, maksimum gerilim, maksimum akım, güneş radyasyonu, kısa devre akımı sıcaklık katsayısı, açık devre gerilimi sıcaklık katsayısı, seri ve paralel direnci değişkenleriyle, sistemin her bir parçasını karakterize eden matematiksel modeller incelenmiş ve bağımsız sistemdeki tüm bileşenlerin uygun tahmini değeri hesaplanmıştır. Ayrıca PV/T sistemi için, akışkan hızı, kollektör alanı, rüzgâr hızı, güneş radyasyonu, montaj açısı, sızdırmazlık faktörü, camlı/camsız yüzey, emicilik katsayısı ve kapak sayısı değişken parametrelerinin ısıl ve elektriksel verimleri elde edilmiştir. PV sistemin, güneş radyasyonuna bağlı olarak; kollektör akımı, kollektör gerilimi, doldurma faktörü ve elektriksel verimi hesaplanmıştır. Camlı PV/T ve camsız PV/T sistemlere sahip düzlemsel sıvı tip kollektörün ısıl ve elektriksel verim analizi yapılmış ve teorik olarak Hottel-Whillier modeli kullanılarak (G/Ti-Ta) ve ısıl iletkenlik katsayısı hesaplanmıştır. Simülasyon sonuçlara göre, PV sistemi için kollektör akımı 4,3A, kollektör gerilimi 9,26V, kollektör doldurma faktörü 0,66 ve elektriksel verimi ise %14,37 olarak hesaplanmıştır. Camlı PV/T sistemlerde ısıl verim değeri %76,86, elektriksel verim değeri ise %20,13 olarak hesaplanmıştır. Camsız PV/T sistemlerde ise ısıl verim değeri %72,34, elektrik verimi ise %21,11 olduğu belirlenmiştir.