Buhar sıkıştırmalı klasik soğutma sistemi kullanarak PV sistemleri soğutulması ve verim analizi

Bu tez çalışmasında fotovoltaik güneş panellerinde ısı kaynaklı kayıpları düşürmek ve panel verimini yükseltmek için panelin arka yüzeyine sıkıştırılmış buhar yardımı ile soğutulmaya çalışılmıştır. Panellerin alt yüzey sıcaklıklarının sıkıştırılmış buhar ile soğutulması ile elde edilen değerleri ölçüp elde edilen verilerin karşılaştırılması yapılmıştır. Dış ortamın zamana bağlı sıcaklık değişimleri, güneş radyasyon değerleri ve ortam koşulları ölçülmüştür. Elde edilen bulguların analiz sonuçları panel üzerindeki verim hareketliliği incelenmiştir. Deney için üç adet 105W’lık PV panel kullanılmıştır. Modül üç panelin arka yüzeyine sarmal Şekilde montajlanan bakır boru içinde kompresör yardımıyla sıkıştırılmış R600 gazı ile soğutulmuştur. Modül iki panelin arka yüzeyine sadece su olması durumunda soğutulma yapılmıştır, modül bir panel ise ortam koşullarında bulunun bir panelin durumunu gözetlemek ve referans amaçlı olarak boş bırakılmıştır. Panel yüzeyine yerleştirilen üç farklı yüzey sıcaklıkları, ortam sıcaklığı ve giriş çıkış sıcaklıkları yapılmış ve zamana bağlı olarak oluşan güç, akım ve volt değerleri kaydedilmiştir. Sonuçlara göre deney düzeneğinde kullanılan tüm panellerin maksimum güç oranları önceden belirlenmiştir. Deney analizleri sonucunda soğutma düzeneği kurulan panel ve boş panelin verileriyle kıyaslanma yapıldığında soğutma yapılan panelde %5,73 güç üretimi fazlalığı bulunmuştur. Boşken panellerin güç üretimlerini kıyasladığımızda soğutulan panelin tüm gün boyunca ortalama olarak 0,5W daha az güç üretmiştir. Her üç panellinde aynı özelliklerine sahip olmasına rağmen oluşan farklılıklar deney sonucunda etkisini göstermiştir. Hesaplamalar sonucunda elektriksel verimin %9 iken, soğutulan panelde verim %7,9 olarak bulunmuştur. Yapılan deneyde soğutma yapılan modül üç, tüm gün ortalama sıcaklık değeri 33ºC’ de iken referans panelin ortalama sıcaklık değeri ise 40ºC’ de kalmıştır. Yapılan çalışmada panel 14ºC soğutulmuş ve bu sıcaklık farkı istenildiğinde daha da arttırılabilir Şekildedir. İdeal çalışma sıcaklığına 25ºC yakın olarak soğutma yapılan modül üçün panel arka yüzey sıcaklık aralığı olarak 30ºC’ ye sabit tutularak panelin üreteceği güç miktarı gözlemlenmiştir. Soğutma elemanı olan kompresör toplamda üç saat boyunca tükettiği enerji miktarı 0,319 kWh olarak bulunmuştur. Tüketmiş olduğu bu enerji miktarını karşılamak için 40W panel yeterli olacaktır. Yapmış olduğumuz çalışmada soğutulan modül 3 no’lu panelin arka yüzeyini su ile tamamen kaplayıp tüm yüzey alanını eşit bir Şekilde soğutulmuştur. Soğutulan bu yüzey alanın eşit olmasından kaynaklı olarak diğer çalışmalara nazaran soğutma borularının temas ettiği alanların dışında tüm yüzey alanı eşit bir Şekilde soğutulmuştur. Böylelikle panel verimli yükseltilmiştir.