Geleneksel ve kanatçıklı hava soğutmalı fotovoltaik/termal (pv/t) sistemlerin performans karakteristiklerinin sayısal olarak araştırılması
Numerical investigation of the performance characteristics of conventional and finned air-cooled photovoltaic/thermal (pv/t) systems
- Tez No: 1001390
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geri dönüşü olmayan çevresel hasara yol açmadan, ekolojik dengeyi bozmadan ve nesiller arası adalet kavramına uygun olarak enerji kullanımını hedefleyen“sürdürülebilir enerji”kavramı, uluslararası toplum tarafından benimsenen ortak bir politika haline gelmiştir. Fazla ısıyı uzaklaştırarak ve faydalı amaçlar için kullanarak elektrik verimliliğini artıran fotovoltaik termal (PV/T) sistemler giderek daha fazla ilgi çekmektedir. Geleneksel PV/T sistemlerine kanatçık eklemenin elektrik ve termal verimliliği artırdığı genel olarak bilinmekle birlikte, farklı kanatçık tiplerinin PV/T sistem performansı üzerindeki etkileri henüz tam olarak belirlenmemiştir. Bu tezde, geleneksel (PV/T-C) ve Z-kanatlı (PV/T-F) hava soğutmalı PV/T sistemlerinin performansı, kapsamlı enerji, ekserji ve sürdürülebilirlik analizleri yoluyla sayısal olarak incelenmiştir. Simülasyonlar ANSYS Fluent 2025 R1 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Önerilen modelin sayısal doğrulaması elde edilen sonuçların literatürdeki deneysel verilerle karşılaştırılmasıyla yapılmıştır. PV/T-F sisteminin elektriksel verimi, ısıl verimi ve toplam verimi, PV/T-C sistemine kıyasla sırasıyla %2,61, %18,44 ve %17,18 oranında artmıştır. Ayrıca, PV/T-F sistemlerinde kanatçık kullanımı, genel ekserji verimliliğini %2,57 ve sürdürülebilirlik endeksini %0,32 oranında artırmıştır. Bulgular, PV/T-F sistemlerinin Malatya, Türkiye iklim koşullarında PV/T-C sistemlerine kıyasla daha yüksek ısıl, ekserji ve sürdürülebilirlik performansı sağladığını göstermektedir. Bu tez çalışması, PV/T sistem performansını artırmada kanatçık geometrisinin kritik rolünü vurgulamakta ve daha verimli ve sürdürülebilir güneş enerjisi sistemlerinin tasarımı için değerli bilgiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The concept of“sustainable energy,”which aims for energy use without causing irreversible environmental damage, disrupting ecological balance, and in accordance with the concept of intergenerational justice, has become a common policy adopted by the international community. Photovoltaic thermal (PV/T) systems, which increase electrical efficiency by removing excess heat and using it for beneficial purposes, are attracting increasing attention. While it is generally known that adding fins to traditional PV/T systems increases electrical and thermal efficiency, the effects of different fin types on PV/T system performance have not yet been fully determined. In this thesis, the performance of traditional (PV/T-C) and Z-fin (PV/T-F) air-cooled PV/T systems is numerically investigated through comprehensive energy, exergy, and sustainability analyses. Simulations were performed using ANSYS Fluent 2025 R1. The numerical validation of the proposed model was carried out by comparing the obtained results with experimental data in the literature. The electrical efficiency, thermal efficiency, and total efficiency of the PV/T-F system increased by 2.61%, 18.44%, and 17.18%, respectively, compared to the PV/T-C system. Furthermore, the use of fins in PV/T-F systems increased the overall exergy efficiency by 2.57% and the sustainability index by 0.32%. The findings demonstrate that PV/T-F systems provide higher thermal, exergy, and sustainability performance compared to PV/T-C systems under the climatic conditions of Malatya, Turkey. This thesis highlights the critical role of fin geometry in improving PV/T system performance and offers valuable insights for the design of more efficient and sustainable solar energy systems.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of thermal management in photovoltaic cells with phase changing materials (PCM) and high conductivity inserts
Faz değiştiren malzemeler (FDM) ve yüksek iletimli eklentiier ıle fotovoltaik hücrelerin ısıl yönetiminin sayısal olarak araştırılması
SYLEVASTER KYALIGONZA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDAL ÇETKİN
- Experimental and numerical analysis of the thermoelectric cooling of photovoltaic panels
Fotovoltaik panellerin termoelektrik ile soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi
ALI TALIB DAKHAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- İğne kanatçıklı-alüminyum köpük birleşik ısı kuyusunun ısıl ve akış davranışının teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of the thermal and flow behavior of pin fin-aluminum foam integrated heat sink
YİĞİT SERKAN ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL SOLMAZ
- Investigation on performance of combined annular and longitudinal rectangular fins on a horizontal cylinder in free convection
Yatay sı̇lı̇ndı̇r üzerı̇ndekı̇ bütünleşik dairesel ve uzunlamasına dı̇kdörtgen kanatçıkların performansının doğal taşınımda ı̇ncelenmesı̇
ELYAS SALAMATBAKHSH
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR BAYER
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL