Parabolik oluk tipi fotovoltaik güneş kollektörü entegreli kalina çevriminin termodinamik ve termoekonomik analizi

Güneş panellerine entegre edilmiş güç çevrimlerinin kullanımı son yıllarda oldukça artmıştır. Bu çalışmada parabolik oluk tipi konsantre fotovoltaik güneş kollektörü entegreli Kalina çevriminin termodinamik ve termoekonomik analizi incelenmiştir. Fotovoltaik güneş panelinin hesaplanması için bir boyutlu ısıl direnç ağları ve Kalina çevriminin hesaplanması için ise termodinamik bağıntılar kullanılmıştır. Sistem çıktıları olarak türbinden elde edilen güç, panelden elde edilen güç, ısıl verim ve ekserji verimleri, panel sıcaklığı, üretilen net güç, seviyelendirilmiş elektrik maliyeti (LCOE) ve geri ödeme süresi belirlenmiştir. Bu parametreler değişken radyasyon miktarları, konsantrasyon oranı, fotovoltaik panel yüzey alanı, türbin izentropik verimi ve türbin giriş basıncı parametrelerinin değişimine bağlı olarak incelenmiştir. Isıl verimi en fazla etkileyen parametre güneş radyasyonu miktarı ve konsantrasyon oranıdır. Isıl verimin güneş radyasyonu miktarı parametresi için maksimum %17,8 olduğu, konsantrasyon oranı parametresi için ise maksimum %17,5 olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca ekserji veriminin güneş radyasyonu miktarı parametresi için maksimum %19 olduğu ve konsantrasyon oranı parametresi için ise maksimum %19,5 olduğu gözlemlenmiştir. Sistemde üretilen toplam elektriksel gücü en fazla etkileyen parametrenin %44 artış ile konsantrasyon oranı olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde mevcut sistemden optimum şartlar altında yaklaşık 28,5 kW toplam güç üretildiği ve üretilen bu gücün yaklaşık 21 kW' lık kısmının güneşv panelinden elde edildiği gözlemlenmiştir. 20 yıl tesis yaşam ömrüne sahip olan bu sistemin yaklaşık 3 yıl kadar geri ödeme süresi olduğu saptanan bir diğer sonuçtur. Bu da 20 yıllık bir süreçte önemli bir kazanç sağlanacağını göstermiştir.