Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ALPEREN ZENGİN
Danışman: Fatih Sevim, Ahmet Numan Özakın
Özet:
YÜKSEK
LİSANS TEZİ
FOTOVOLTAİK
DESTEKLİ ISI POMPASI ÜNİTESİNİN TERMODİNAMİK ANALİZİ
Alperen
ZENGİN
Danışman:
Prof. Dr. Fatih SEVİM
İkinci Tez Danışmanı: Doç. Dr. Ahmet Numan ÖZAKIN
Amaç: Bu çalışmada, yenilenebilir enerji
kaynakları arasında oldukça güncel bir konu olan güneş enerjisinde, fotovoltaik
sistemlerin en temel problemi olan hücre sıcaklığı yükselişi ile ortaya çıkan
verim düşüklüğünün önüne geçilmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Çalışmada fotovoltaik panelin arka kısmına endüstriyel bir evaporatörün
direkt teması sağlanmıştır. Bu evaporatör kapalı çevrim ile R-134a soğutucu
akışkanını çalıştıran bir ısı pompası sistemi ile çevrimi tamamlamaktadır.
Ayrıca yapılan deneylerde Yüzey Yanıt Yöntemi kullanılarak parametrelerin
optimizasyonu ile hangi parametrenin ısı pompasının etkinlik katsayısı üzerinde
daha etkili olduğu belirlenmiştir. Bu amaç doğrultusunda 100 W gücünde bir
fotovoltaik panelin arka kısmına ısı pompası ünitesinin evaporatörü
bütünleştirilmiştir.
Bulgular: Çalışma sonuçlarına göre; fotovoltaik sistem 25oC hücre
sıcaklığında iken fotovoltaik sistemin elektriksel verimi maksimum seviyededir.
İlgili sıcaklıkta elektriksel verim 1000 W/m2 ışınım yoğunluğunda yaklaşık
olarak %13 ölçülmüştür. Sıcaklığın yükselmesi ile fotovoltaik hücrelerdeki
kararsızlıklar sebebiyle elektriksel verimde literatüre uygun olarak düşüş
gözlemlenmiştir. Hücre sıcaklığının 25oC’den yükselerek yaklaşık 34oC’ye
gelmesi ile elektriksel verimde doğrusal ve hızlı bir düşüş gözlemlenmiştir. Bu
durum fotovoltaik hücrelerin verimli çalışma sıcaklıklarının 25oC ve daha düşük
sıcaklıklar olduğunu ortaya koymaktadır. 33oC ve daha yüksek hücre
sıcaklıklarında nispeten daha düşük elektriksel verim düşüşü gözlemlenmiştir.
Ancak sürekli çalışma şartları altında elektriksel verim düşüşü ciddi boyutlara
ulaşmaktadır. 1000 W/m2 ışınım yoğunluğunda fotovoltaik hücrelerin
deneysel olarak elektriksel verim düşüşü %13 civarından %8 civarına
gelmektedir. Bu da yaklaşık olarak %38’lik bir elektriksel verim düşüşü
anlamına gelmektedir.
Sonuç: Çalışma kapsamında
yapılan deneylerde kullanılan farklı parametreler içerisinde en yüksek etkiye
sahip olan parametrenin kılcal boru uzunluğu olduğu belirlenmiştir. Kılcal boru
uzunluğunun 2 metre olduğu durumda en yüksek COP katsayıları elde edilmiştir.
Kılcal boru uzunluğunun yanı sıra sırasıyla kondenser debisi ve ışınım
şiddetinin COP katsayısı üzerinde etkilere sahip olduğu belirlenmiştir.
Anahtar
Kelimeler: Fotovoltaik, Isı pompası, Etkinlik katsayısı, Soğutucu
akışkan.
Ağustos
2023, 61 sayfa