Yoğunlaştırılmış bütünleşik Pv/T sistem parametrelerinin verime etkisinin belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, fotovoltaik sistem verimini etkileyen parametreler incelenmiştir. Bu amaçla, literatürden alınan yoğunlaştırılmış bütünleşik PV/T geometrisi için enerji ve ekserji analizleri parametrik olarak yapılmıştır. Yapılan çalışmada oluşturulan matematiksel model ile sistemin enerji ve ekserji analizleri analitik olarak gerçekleştirilmiştir. Modeldeki optik hesaplamalar ZEMAX optik analiz programında yapılmıştır. Ayrıca, ANSYS programında CPV/T'deki akışkan bölgeleri için HAD modellemesi yapılmıştır. CPV/T için geliştirilen analitik model ile etkin parametrelerin farklı değerleri için analizler yapılmıştır. CPV/T'nin ışınım ayrıştırma ünitesi etkinliği, farklı akışkan cinsleri ve akışkan tabakası kalınlıkları için incelenmiştir. Fotovoltaik sistemler için farklı verim, spektral cevap ve ısıl kayıp katsayıları incelenmiştir. Soğutma gurubu için ise akış debisi, çevre sıcaklığı, ışınım şiddeti ve farklı panel türleri için değişen ısıl yükler incelemeye alınmıştır. Ayrıca, tez kapsamında fresnel lensin verime etkisi belirlenirken ışınım yoğunlaştırma oranı ve ışınım homojenliğinin sistem performansına; fotovoltaik ve ısıl sistem çıktılarına etkileri incelenmiştir. Işınım yutulum ünitesi aracılığıyla panelde elektrik üretimine sebep olmayan dalga boylu ışınımın ısıl faydaya dönmesi için seçilen akışkanlardan suyun 50 mm akışkan tabakası kalınlığında %33 etkin yutulum sağladığı ve sağlanan bu yutulum aracılığıyla panel verimlerinin mono silica için %18 den %21'e amorf silica için %8.9 dan %11.4'e artacağı belirlenmiştir.

In this thesis, the parameters affecting the efficiency of the photovoltaic system were investigated. For this purpose, energy and exergy analyzes were parametrically performed for the condensed integrated PV/T geometry taken from the literature. With the mathematical model created in the study, the energy and exergy analysis of the system were carried out analytically. Optical calculations in the model were made in the ZEMAX optical analysis program. In addition, CFD modeling was performed for fluid regions in CPV/T in the ANSYS program. Analyzes were made for different values of the effective parameters with the analytical model developed for CPV/T. Radiation separation unit efficiency of CPV/T was investigated for different fluid types and fluid layer thicknesses. Different efficiency, spectral response and thermal loss coefficients were investigated for photovoltaic systems. For the cooling group, flow rate, ambient temperature, radiation intensity and varying thermal loads for different panel types were examined. In addition, while determining the effect of the fresnel lens on the efficiency within the scope of the thesis, the radiation concentration ratio and radiation homogeneity on the system performance; The effects on photovoltaic and thermal system outputs were investigated. Among the fluids selected for the conversion of the wavelength radiation that does not cause electricity generation in the panel to thermal benefit through the radiation absorption unit, water provides an effective absorption of 33% at 50 mm fluid layer thickness, and through this absorption, the panel efficiencies vary from 18% to 21% for mono silica, from 18% to 21% for amorphous silica. It has been determined that it will increase from 8.9 to 11.4%.