Sıcaklık ve panel açısının fotovoltaik panelin elektrik özelliklerine etkisinin incelenmesi

Bir FV güneş panelinden daha fazla elektrik elde etmek için FV güneş panelinin sıcaklığının düşük olması ve o panel üzerine düşen güneş ışınımı şiddetinin yüksek olması gerekir ki FV güneş panelleri doğrudan güneşe doğru yönlendirilmiş olması anlamına gelmektedir. Bu çalışmanın amacı iki temel hedefe ulaşmaktır. Birinci hedefi, 285W Mono-güneş panelinin Matlab Simulink kullanarak kısa devre akımı, açık devre gerilimi, maksimum güç, dolgu oranı ve panel verimi olmak üzere elektrik özellikleri açısından performansına etki eden çalışma sıcaklığı ve panel eğim açısı (güneş ışınım) faktörlerinin incelenmesidir. Çalışma sıcaklığı (10℃ : 40℃) ve panel eğim açısı (0°:75°) aralığında, çalışma sıcaklığı ve eğim açısı sırasıyla 10℃ ve 60° (ışınım şiddeti 800 W/m2) olduğunda seçilmiş güneş panelinin 249 W maksimum çıkış gücüne ve çalışma sıcaklığı ve eğim açısı ise sırasıyla 40° ve 0° (ışınım şiddeti 412 W/m2) olduğunda 98,28 W minimum çıkış gücüne ulaşabileceği bulunmuştur. Sabit sıcaklıkta (20 ℃), 10 W/m2'lik bir güneş ışınımı artışı, 285 W'lık Mono-güneş panelinin kısa devre akımı, açık devre gerilimi, maksimum güç ve verimlilikte sırasıyla 0,09A (≈ %0,97); 0,03 V (≈ %0,082); 2,7 W (≈ %0,94) ve %0,071 artmaya ve dolgu oranında %0,012'lik azalmaya neden olduğu tespit edilmiştir. Diğer yandan, sabit güneş ışınım şiddetinde (60°≈ 800 W/m2), 285 W'lık panelin panel sıcaklığındaki 1 ℃'lik artış ise açık devre gerilimi, maksimum güç, verimlilik ve dolgu oranında sırasıyla 0,25 V (≈ %0,638); 1,71 W (≈ %0,599); %0,75 ve %0,180'lik azalmaya ve kısa devre akımının ise 0,043A (≈ %0,047)'lik artmaya neden olduğunu tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci hedefi kapsamında, Ankara'nınYenimahalle ilçesinde kurulabilecek panellerin aylık optimum eğim açısı değerleri ocak ayından başlayarak sırasıyla; 63°, 54°, 41°, 23°, 9°, 0°, 4°, 19°, 35°, 51°, 62° ve 62° olarak belirlenmiştir. Yıllık, yaz, ilkbahar, sonbahar ve kış mevsimlerinin optimum panel eğim açısı sırasıyla 33°, 9°, 24°, 48° ve 60° olarak bulunmuştur. Aylık optimum eğim açısı kullanıldığında alınan yıllık güneş ışınım enerjisi 1919,07 kWh/m2 ve panelin ürettiği elektrik enerjisi 406,17 kWh; mevsimlik ortalama optimum eğim açısı kullanıldığında alınan yıllık güneş ışınım enerjisi 1899,15 kWh/m2 ve panelin ürettiği elektrik enerjisi 401,96 kWh ve yıllık ortalama optimum eğim açısı kullanıldığında ise alınan yıllık güneş ışınım enerjisi 1820,64 kWh/m2 ve panelin ürettiği elektrik enerjisi 385,34 kWh'tır.