Pv-termal kolektörlerin tasarımı, üretimi ve verimini etkileyen parametrelerin belirlenmesi

Bu tez çalışmasında, güneş enerjisini hem elektrik hem de termal enerjiye dönüştüren su tipli fotovoltaik/termal (PV/T) modüller incelenmiştir. Bu amaçla, özdeş fotovoltaik (PV) hücrelerin kullanıldığı, fakat farklı soğurucu borusu çaplarında, sayılarında, dizilimlerinde ve farklı tabaka tiplerindeki termal kısım yapılarının kullanıldığı 5 adet PV/T modül üretilmiştir. Termal kısım ile PV modül laminasyon tekniği kullanılarak birleştirilmiştir. Ayrıca, bir PV modül ile PV/T modüllerin elektriksel performanslarının karşılaştırılması amacı ile PV/T modül üretiminde kullanılan PV hücrelerle özdeş özelliklere sahip hücreler kullanılarak 1 adet PV modül üretilmiştir. İlk olarak, hazırlanmış olan 6 adet numunenin Standart Test Koşullarındaki (STC) elektriksel verimleri, güneş simülatöründe yapılan Akım-Voltaj ölçümlerinden belirlenmiştir. STC'deki verim değerleri % 12.56 ile %12.68 arasında bulunmuştur. Daha sonra, dış ortam koşullarında PV modüller üzerinde sıcaklığın etkisinin araştırılması, PV/T modülün hem elektriksel hem de termal veriminin incelenmesi amacı ile kurulan deney düzeneği ile 01.04.2012 - 30.09.2012 tarihleri arasında ölçümler yapılmıştır. Numunelerin verimini hesaplamak için, PV ve PV/T modüllere gelen güneş ışınımı, üretilen voltaj ve akım değeri, PV/T modüle giren ve çıkan su sıcaklıkları ve debisi ve ortam sıcaklığı gibi parametreler ölçülmüştür. PV modülün yüksek çalışma sıcaklıklarında elektriksel dönüşüm veriminin, fotovoltaik hücre akımındaki az artışa karşın voltajındaki daha fazla azalış nedeniyle, önemli bir oranda düştüğü gözlenmiştir. PV/T modüldeki su dolaşımının, hücreleri soğutması sebebi ile elektriksel performanslarının PV modüle göre daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Dış ortam koşullarında modüllerin en yüksek toplam verim değerleri (elektrik+termal) % 60.68 ile % 67.14 arasında bulunmuştur. Böylece, numuneler arasından en verimli olanı seçilmiştir. PV/T üretiminde laminasyon tekniğinin kullanılması, termal kısım ile PV hücreler arasında iyi bir temas ve buna bağlı olarak iyi bir ısı iletimi sağlaması, elektriksel ve termal verimlerinin yükselmesine sebep olmuştur. Çalışmada, PV/T modüllerin bir biyogaz sisteminde kullanımı ile ilgili olarak da önerilerde bulunulmuştur.