Yüzey kirliliğinin fotovoltaik modüllerin verimine etkisi
The effect of surface soiling on the efficiency of photovoltaic modules
- Tez No: 1012570
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRAY ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güneş enerjisi santrallerine duyulan ihtiyaç ve bu santrallerin enerji arzında yıldan yıla artan pazar payı kayda değer bir olgudur. Ancak bu santrallerin verimliliğini etkileyen faktörlerin etkisi araştırmaya açık bir konudur. Bu Doktora Tezi, endüstriyel bir şehir olan Bursa'da bulunan beş farklı fabrika çatısına kurulmuş güneş enerjisi santralinde bulunan fotovoltaik modüllerdeki kirliliğin santralin verimi üzerindeki etkisini incelemektedir. Çalışmanın saha ölçümlerinde, kirlenme kayıplarını izole etmek ve ölçmek için birden fazla tesiste kontrollü ön ve son temizlik yapılmıştır. Santrallerin performansına etki eden önemli kayıplardan olan kirlenme kaybı incelenmiştir. Saha ölçümlerinden elde edilen ölçümler desteğiyle her santral özelinde Kirlenme Oranı (SR) tespit edilmiştir. Bu çalışma, nicel veriler ışığında saha testlerini kullanarak önemli bir boşluğu doldurmaktadır. Böylelikle kirliliğe eğilimli kentsel alanlara dair iyileştirme hedefli bakım stratejileri geliştirmek için yeni değerlendirme kriterleri sunmaktadır. Önceki çalışmalardan farklı olarak, gravimetrik kirlenme ölçümlerini yüksek çözünürlüklü elektriksel (I-V, Akım-Gerilim), termal ölçüm ve çevresel izleme ile entegre etmekte ve PVSYST simülasyon kıyaslaması ile tamamlamaktadır. Türkiye'nin Bursa ilinde bulunan beş endüstriyle çatı üzeri güneş enerjisi santralinden yaz ve kış aylarında toplanan saha verileri, ışınım, rüzgar hızı, ve modül sıcaklığı ile Fotovoltaik (FV) çıkışındaki verilere dair mevsimsel değişimleri yakalamıştır. Kirlenme, yaza (0,051 g/m2) kıyasla kışın (0,098 g/m2) neredeyse iki katına çıkmıştır. Kısa devre akımı (Isc) hem kirlenme (r = 0,68) hem de sıcaklık (r = -0,72) ile negatif korelasyon göstermiştir ve degredasyon analizi kirlenmenin baskın faktör olduğunu göstermiştir (R2 = 0,71). Sahadan elde edilen ölçüm verileri ışığında; kirlenme kaynaklı kayıplar %5 ile %17 arasında değişmiştir. Performans Oranı (PR) düşüşleri ortalama %10,8 olmuştur. Sonuçlar, partikül madde kaynaklı kirlenmeye eğilimli bölgelerde FV verimliliğini korumak için temizlik, bakım ve gerekli saha ölçümlerinin tamamını içeren periyodik muayene gerekliliğini birleştiren entegre stratejilere duyulan ihtiyacı vurgulayarak, yatırımcılara ve uygulama yapanlara pratik rehberlik etmekte ve gerekli iyileştirmeleri sağlamak adına çıktılar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The need for solar power plants and their increasing market share in energy supply year after year is a significant phenomenon. However, the impact of factors affecting the efficiency of these plants is a subject open to research. This PhD thesis examines the effect of contamination on the efficiency of photovoltaic modules in solar power plants installed on the rooftops of five different factories in Bursa, an industrial city. In the field measurements of the study, controlled pre- and post-cleaning was performed at multiple facilities to isolate and measure soiling losses. Soiling loss, a significant loss affecting the performance of the plants, was investigated. With the support of measurements obtained from field tests, the Soiling Ratio (SR) was determined for each plant. This study fills an important gap by using field tests in light of quantitative data. Thus, it provides new assessment criteria for developing improvement-oriented maintenance strategies for pollution-prone urban areas. Unlike previous studies, it integrates gravimetric soiling measurements with high-resolution electrical (I-V, Current-Voltage), thermal, and environmental monitoring, complemented by a PVSYST simulation benchmark. The datas of the sites collected from five industrial rooftop solar power plants in Bursa, Türkiye, during summer and winter months, captured seasonal variations in irradiance, wind speed, module temperature, and Photovoltaics (PV) output. Soiling almost doubled in winter season (0.098 g/m2) compared to summer season (0.051 g/m2). Short-circuit current (Isc) was negatively correlated with both soiling (r = -0.68) and temperature (r = -0.72), and degradation analysis showed that soiling was the dominant factor (R2 = 0.71). Based on field measurement data, pollution-related losses ranged from 5% to 17%. Performance Ratio (PR) reductions averaged 10.8%. The results highlight the need for integrated strategies that combine cleaning, maintenance, and periodic inspections, including all necessary site measurements, to maintain photovoltaic (PV) efficiency in areas prone to particulate matter soiling. This provides practical guidance for investors and installers, and provides outputs for making the necessary improvements.
Benzer Tezler
- Determining the cleaning period of PV solar panels using image-processing simulation
Görüntü işleme ve simülasyon kullanılarak fotovoltaik güneş panellerinin temizlik periyodunun belirlenmesi
MALİK CEBRAIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEYDA AKSOY TIRMIKÇI
- Çatı tipi fotovoltaik güneş enerji santrallerinde çevre şartlarının ve tasarımın verime etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of environmental conditions and design on the efficiency of roof type photovoltaic solar power plants
KADİR SELÇUK EKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ÖNCÜ
- Optimization of a hybrid combination of a photovoltaic system and a wind energy conversion system: İzmir Institute of Technology campus area case
Bir rüzgar enerjisi değişim sistemi ile bir fotovoltaik sistemin oluşturduğu hibrid bileşimin optimizasyonu: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü kampüs alanı durumu
ORHAN EKREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ ÖZERDEM
- Güneş paneli üzerindeki kirliliğin panel verimine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of panel surface contamination on solar panel efficiency
BEYZA NUR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBingöl ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İKRAM ORAK