Akademik Veri Yönetim Sistemi
Anatolia Science and Technology Journal (ASTEJ), cilt.2, sa.1, ss.13-21, 2025 (Hakemli Dergi)
Fotovoltaik panellerin hücre sıcaklığının maksimum çalışma sınırını aşması, elektriksel verimlilikte ciddi düşüşlere yol açmaktadır. Bu durumu önlemek amacıyla, doğrudan soğutma sağlayan bir sprey soğutma sistemi geliştirilmiş ve deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde, 1000 W/m² ve 750 W/m² güneş ışınımı koşulları altında, farklı sıcaklıklarda fotovoltaik panelin elektriksel verimliliği hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, 1000 W/m² ışınım seviyesinde verimliliğin %10’un altına, 750 W/m² seviyesinde ise %8’in altına düşmemesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda, panelin optimum çalışma sıcaklık aralığı 45–25 °C olarak belirlenmiş ve sistemin etkin soğutma performansı sayesinde panel sıcaklığı kontrollü bir şekilde 25 °C’ye kadar düşürülmüştür. Sistemde, homojen dağılım sağlayan dolu koni sprey alanına sahip DXD-HSK model harici basınçlı sıvıya ihtiyaç duymayan kendinden emişli nozul kullanılmıştır. Bu nozul, suyu harici bir basınçlandırmaya ihtiyaç duymadan 120 ml/dk debiyle kendi emişiyle çekebilmekte ve basınçlı hava desteğiyle birlikte ince atomizasyon sağlayarak stabil püskürtme konisi ile düzgün damlacık dağılımı elde etmektedir. Deneylerde sprey soğutma performansını değerlendirmek amacıyla Sauter ortalama çapı (SMD) ve ısı transfer katsayısı gibi temel ısı transfer parametreleri hesaplanmış, soğuma süreleri ise deneysel olarak ölçülmüştür. Sprey geometrisi, Charged-Coupled Device (CCD) kamera ile elde edilen görüntüler üzerinden değerlendirilmiş ve püskürtme açısı ile jet çapı hesaplanmıştır. 1000 W/m² ve 750 W/m² güneş ışınımı koşullarında gerçekleştirilen deneylerde, 120 ml/dk su ve 2,5 m³/saat hava debisi ile uygulanan soğutma sonucunda ısı transfer katsayısı 0,78 W/cm²K olarak hesaplanmıştır. Soğutma süreleri 1000 W/m² ışınımda 25 dakika ve 750 W/m² ışınımda 11 dakika olarak ölçülmüş, Sauter ortalama damlacık çapı (SMD) ise 203,63 µm olarak hesaplanmıştır.