Yoğunlaştırıcı Fotovoltaik (CPV) sistemlerde fotovoltaik (PV) yüzey sıcaklığının sistem performansına etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada, fotovoltaik panellerin birleşik parabolik yoğunlaştırıcı (CPC) reflektörler ile birleştirildiği bir sistemde PV üzerinde oluşan sıcaklığın sistem verimi üzerine etkisi incelenmiştir. Öncelikle literatür çalışması yapılmış ve piyasa da var olan yoğunlaştırıcılar araştırılmıştır. Ayrıca çalışmada PV sistemlerin yapısı ve fiziksel özellikleri ele alınmıştır. Non-imaging sistemler CPV sisteminde yoğunlaştırıcı reflektörler olarak kullanılmıştır. Fortran programında CPC-PV, V-trough-PV ve CHC-trumpet PV sistemlerinin ısı akısı dağılımına karar vermek için iki boyutlu Ray tracing analizi yapılmıştır. Yapılan analiz sonucunda ışınımın farklı geliş açılarına bağlı ısı akısı değerleri alınmış, yine Fortran programında oluşturulan iki boyutlu PV modülüne uygulanarak sıcaklığın bu sistemler üzerine etkisi nümerik olarak incelenmiştir. Sıcaklığın etkisini azaltmak için sisteme su soğutma yöntemi uygulanmıştır. Elektrik performansları, uniformluk ve sıcaklık dikkate alınarak değerlendirilmiştir. CPC, yalnızca güneş ışınlarının normal geliş açısı etrafında çoğunlukla eşit aydınlatma sağlamıştır. Diğer taraftan, V-trough ve CHC-trumpet geometrileri, oldukça uygun ışıklandırmalarla oldukça benzer özellikler göstermiştir. CPV-PV sisteminde ortalama sıcaklık 303-304 K, V-trough-PV sisteminde ortalama sıcaklık 297-304 K ve CHC-tumpet-PV sisteminde 299-304 K arasında değişmektedir. CPC-PV, V-trough-PV ve CHC-trumpet-PV sistemler için sırasıyla minimum verim değerleri %14,3, %14,5 ve %14,6 iken maksimum değerleri ise %14,5, %15 ve %14,9 olduğu görülmektedir. CHC-trumpet reflektörün V-trough veya CPC sistemininkiyle aynı yoğunlaştırma oranına ulaşması için neredeyse normal sistemin yarı boyutuna denk gelmektedir. CHC sistemi oldukça düzgün bir aydınlatmaya sahiptir ve yansıtıcı yüzey alanı başına güç çıkışı bakımından diğer CPV panelleri ile karşılaştırıldığında daha iyi bir performans göstermektedir.