Fotovoltaik panellerin verimliliğinin artırılması yöntemlerinin incelenmesi

Abstract

İnsan nüfusunun hızla artması ve fosil yakıtların tükenmesi ile yenilenebilir enerjiye olan talep her zamankinden daha fazla artmaktadır. Yenilenebilir enerji, rüzgar, hidrolik ve güneş enerjisini içermektedir. Bunlar arasında maliyetinin düşük olması ve kurulumunun daha kolay olması nedeniyle güneş enerjisi önemli bir yer tutmaktadır. Ancak güneş enerjisi ile ilgili sorun, beklendiği kadar verimli olmamasıdır. Şu ana kadar güneş enerjisinin verimliliği %15-22 arasındadır. Bu, büyük enerji talebini karşılayamayacakları anlamına gelir. Bu sorunu çözmek için fotovoltaik panellerin verimini artırmak için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada, güneş panellerinin temel malzemeleri, yarı iletkenlerin sınıflandırılması, güneş teknolojilerinin türleri, güneş panellerinin nesilleri ve çeşitleri, fotovoltaik sistemleri ve bileşenleri tanıtıldıktan sonra, fotovoltaik panellerin verimini artırmak için çeşitli yöntemler sunulmaktadır. Fotovoltaik panelin veriminin artırılması için sıcaklığı düşürmek ve güneş ışınımının absorbsiyonunu artırmak gerekir. Bunun için dört farklı malzeme kullanılarak deneyler yapılmıştır. Bu malzemeler doğal zeytinyağı kremi, hindistan cevizi yağı, beyaz şeffaf film ve koyu kahverengi şeffaf filmdir. Deneyler sırasında iki farklı panel kullanılmıştır. Biri referans olarak kaplamasız olarak kullanılmış, diğeri ise yukarıdaki malzemelerle kaplanmıştır. Her bir durum için farklı sonuçlar elde edilmiştir. Doğal zeytinyağlı krem ile kaplı güneş panelinde sıcaklık kaplamasız panele göre yaklaşık %11 artarken, voltaj yaklaşık %2 azalmaktadır. Hindistan cevizi yağı ile kaplı güneş panelinde sıcaklık kaplamasız panele göre yaklaşık %17 azalırken, voltaj hemen hemen aynı kalmaktadır. Koyu kahverengi şeffaf film ile kaplı güneş panelinde sıcaklık kaplamasız panele göre yaklaşık %7 artarken, voltaj yaklaşık %2 düşmektedir. Şeffaf film ile kaplı güneş panelinde sıcaklık kaplamasız panele göre yaklaşık %1.5 artarken, voltaj neredeyse değişmemektedir. Bu kaplama malzemeleri arasında hindistan cevizi yağının, güneş panellerinin sıcaklığını düşürmek ve güneş ışınımının absorbsiyonunu artırmak için en iyi seçenek olduğu belirlenmiştir.

With the rapid increase in the human population and the depletion of fossil fuels, the demand for renewable energy is increasing more than ever. Renewable energy includes wind, hydraulic and solar energy. Among these, solar energy has an important place due to its low cost and easier installation. But the problem with solar power is that it's not as efficient as one might expect. So far, the efficiency of solar energy is between 15-22%. This means that they cannot meet the huge energy demand. To solve this problem, various methods have been developed to increase the efficiency of photovoltaic panels. In this study, after introducing the basic materials of solar panels, classification of semiconductors, types of solar technologies, generations and types of solar panels, photovoltaic systems and components, various methods are presented to increase the efficiency of photovoltaic panels. In order to increase the efficiency of the photovoltaic panel, it is necessary to lower the temperature and increase the absorption of solar radiation. For this purpose, experiments were carried out using four different materials. These materials are natural olive oil cream, coconut oil, white transparent film and dark brown transparent film. Two different panels were used during the experiments. One is used uncoated as a reference, and the other is coated with the above materials. Different results were obtained for each case. In the solar panel covered with natural olive oil cream, the temperature increases by approximately 11% compared to the uncoated panel, while the voltage decreases by approximately 2%. The temperature of the solar panel covered with coconut oil decreases by about 17% compared to the uncoated panel, while the voltage remains almost the same. In the solar panel covered with dark brown transparent film, the temperature increases by approximately 7% compared to the uncoated panel, while the voltage decreases by approximately 2%. While the temperature in the solar panel covered with transparent film increases by about 1.5% compared to the uncoated panel, the voltage almost does not change. Among these coating materials, it was determined that coconut oil is the best choice for reducing the temperature of solar panels and increasing the absorption of solar radiation.