Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Kenan Yakut
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Bu tez çalışmasında güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik sistemlerde, hücre sıcaklığının maksimum işletme sıcaklığını geçmesiyle gerçekleşen elektriksel verim düşüşünün önüne geçmek amacıyla sprey soğutma deney düzeneği kurulmuştur. Bu deney düzeneğinde farklı güneş ışınımları (1000 W/m2, 750 W/m2 ve 500 W/m2) ile fotovoltaik sistemin elektriksel verimleri ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre 1000 W/m2 ve 750 W/m2 ışınımlar için soğutma aralığı belirlenmiş ve 500 W/m2 ışınım için soğutma ihtiyacının olmadığına karar verilmiştir. Soğutma ihtiyacının olduğu ışınımlarda çalışma sıcaklığı 45-25°C olarak belirlenmiştir. Daha sonra deney sisteminde hücre sıcaklığı 45°C'ye ulaştığı zaman röle sistemi ile sprey soğutma devreye girmekte ve panelden maksimum gücün elde edildiği 25°C'ye kadar soğutma işlemi devam etmektedir. Belirlenen çalışma sıcaklığındaki soğutma deneylerinden önce spreyleme zamanının sprey soğutma üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sprey soğutma deney düzeneğinde farklı su ve hava debisi değerleri ile dolu koni ve düz (flat) püskürtme alanlarına sahip dört farklı nozul kullanılmıştır. Bu farklı nozullar için yapılan deneylerde ortalama damlacık çapı (SMD), Nusselt sayısı ve ısı transferi katsayı gibi sprey ısı transferi parametreleri hesaplanmıştır. Hava debisinin sıvı debisine oranı olan ALR değerleri de tüm deneyler için hesaplanmış ve sprey soğutma üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yapılan tüm deneylerde CCD kamera ile görüntü alınarak oluşturalan spreyler için püskürtme açısı ve jet çapı hesaplanmıştır. Aynı zamanda DXF-HSİ nozulu için ANSYS-Fluent yazılım programı yardımıyla HAD analizi yapılmış ve deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Fotovoltaik sistemin sprey ile soğutulduğu deneylerde en kısa soğutma süresi 143 saniye ve en yüksek ısı transferi katsayısı 2,61 W/cm2K olarak 400 ml/dk su debisi, 2,7 m3/h hava debisinde dolu koni püskürtme alanına sahip DXD-HS1 nozulu ile elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar ile sayısal sonuçların DXF-HSİ nozulu için iyi bir uyum içerisinde olduğu gözlemlenmiştir.