Termoelektrik etki ile soğutulan bir fotovoltaik panelin performansının analizi
Küçük Resim Yok
Tarih
2020
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Fotovoltaik panellerin üreteceği elektrik miktarı, yüzey sıcaklıklarının artması ile azalmaktadır. Bu nedenle fotovoltaik panellerin yüzey sıcaklıklarını düşürmek için farklı yöntemler kullanılmaktadır. Son yıllarda, bu yöntemlerden biri olarak termoelektrik soğutucuların kullanımı ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, bir fotovoltaik panel termoelektrik soğutucu yardımıyla soğutulmuş ve bu soğutma sonucu gerçekleşen yüzey sıcaklığı azalmasının performansa etkisi teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler iki farklı gün yapılmıştır ve sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Termoelektrik soğutucu kullanımı ile iki farklı günde ortalama 3,1o C ve 4,9oC’lik sıcaklık düşüşü sağlanmıştır. Enerji ve güç üretiminde, %7,3 ve %6,7 artış gerçekleşmiştir. Bu sayede, 1o C’lik sıcaklık düşüşü için ortalama %2,3 ve %1,2 güç artışı olmuştur. Aynı zamanda, 1oC’lik sıcaklık düşüşü ile elde edilen ortalama performans çıktısındaki artış %2,0 ve %1,1 düzeyinde olmuştur. Termodinamik modellemesi yapılan termoelektrik soğutuculu fotovoltaik panelin teorik yüzey sıcaklık ve güç üretim değerleri ölçüm verileri ile karşılaştırılmıştır ve uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Modelleme çalışması saatlik tipik meteorolojik yıl verileri ile genişletilmiştir. Panel yüzey sıcaklıkları arasındaki farkın Temmuz ayında 12,7oC’ye kadar ulaştığı görülmüştür. Referans fotovoltaik panelden yıllık 11854,82 Wh enerji üretimi gerçekleşirken, termoelektrik soğutuculu fotovoltaik panelden %20,5’lik artışla yıllık 14285,74 Wh enerji üretimi meydana gelmiştir. Sonuç olarak, termoelektrik soğutucu kullanımının fotovoltaik panelde aylık ortalama %19,6’lük bir enerji üretimi ve performans çıktısında artışa olanak sağlayabildiği ifade edilebilir.
Electricity amount generated by photovoltaic panels decreases with increase in their surface temperatures. Therefore, various methods are used to decrease the surface temperatures of photovoltaic panels. In recent years, as one of these methods, there are some studies on using thermoelectric coolers. In this study, a photovoltaic panel is cooled by a thermoelectric cooler, and effect of decrease in surface temperature with the result of this cooling on performance is investigated theoretically and experimentally. Experiments are conducted for two different days and their results are compared with each other. By using the thermoelectric cooler, average temperature decreases are obtained to be 3.1o C and 4.9o C for two different days. Also, increases in energy and power generation with the rates of 7.3% and 6.7% are occurred. In this way, average rates of power increase for unit temperature drop are found to be 2.3% and 1.2%. In addition, average rates of performance increasement for unit temperature drop are around 2.0% and 1.1%. Theoretical surface temperature and power generation values obtained from photovoltaic panel with a thermoelectric cooler that was modelled thermodynamically are compared with measured data, and consentient results are achieved. Modelling is extended by using hourly typical meteorological data. It is seen that the difference between surface temperatures of the panels reaches up to 12.7oC in July. While annual energy generation from the reference photovoltaic panel is 11854.82 Wh, annual energy generation from the photovoltaic panel with a thermoelectric cooler is 14285.74 Wh with the increase of 20.5%. In conclusion, it is said that using a thermoelectric cooler on a photovoltaic panel may increase its energy generation and performance monthly with the average of 19.6%.
Electricity amount generated by photovoltaic panels decreases with increase in their surface temperatures. Therefore, various methods are used to decrease the surface temperatures of photovoltaic panels. In recent years, as one of these methods, there are some studies on using thermoelectric coolers. In this study, a photovoltaic panel is cooled by a thermoelectric cooler, and effect of decrease in surface temperature with the result of this cooling on performance is investigated theoretically and experimentally. Experiments are conducted for two different days and their results are compared with each other. By using the thermoelectric cooler, average temperature decreases are obtained to be 3.1o C and 4.9o C for two different days. Also, increases in energy and power generation with the rates of 7.3% and 6.7% are occurred. In this way, average rates of power increase for unit temperature drop are found to be 2.3% and 1.2%. In addition, average rates of performance increasement for unit temperature drop are around 2.0% and 1.1%. Theoretical surface temperature and power generation values obtained from photovoltaic panel with a thermoelectric cooler that was modelled thermodynamically are compared with measured data, and consentient results are achieved. Modelling is extended by using hourly typical meteorological data. It is seen that the difference between surface temperatures of the panels reaches up to 12.7oC in July. While annual energy generation from the reference photovoltaic panel is 11854.82 Wh, annual energy generation from the photovoltaic panel with a thermoelectric cooler is 14285.74 Wh with the increase of 20.5%. In conclusion, it is said that using a thermoelectric cooler on a photovoltaic panel may increase its energy generation and performance monthly with the average of 19.6%.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
[No Keywords]
Kaynak
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
35
Sayı
2
