Design and realization of a new concentrating photovoltaic solar energy module based on lossless horizontally staggered light guide
Kayıpsız yatay adımlı ışık taşıyıcı temelli yeni bir yoğunlaştırıcılı fotovoltaik güneş enerjisi modülünün tasarımı ve gerçekleştirimi
- Tez No: 338358
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Yoğunlaştırmalı Fotovoltaik (CPV) sistemler güneş enerjisini kullanarak düşük maliyetle ve temiz olarak elektrik üretimi için önemli bir adaydır. CPV en basit anlatımıyla görece az maliyetli optikler ile çok pahalı yarı iletken fotovoltaik hücrelerin büyük ölçüde yer değiştirmesi anlamına gelmektedir. Fikir basit olmasına rağmen CPV sistemleri modüllerin kesitlerinin kalın olması, PV hücrelerin pahalı olması ve aşırı ısınma gibi sistem tasarımlarının doğasından kaynaklanan bazı sorunlara sahiptir. Işık kılavuzlu sistemler bu sorunlarının çoğunu ortadan kaldırarak klasik CPV yapılarına önemli bir alternatif haline gelmişlerdir. Bu tez çalışmasında optik tasarımlar ve simülasyonlar ile ışık kılavuzu tabanlı yeni bir optik yoğunlaştırıcı sistemi geliştirilmiştir. Bu güneş yoğunlaştırıcısı ile ± 1 derece kabul açısına, 1000x geometrik yoğunlaştırmaya, %96,5 optik verimlilik değerlerine ulaşılabileceği gösterilmiştir. Simülasyonlar ile yatay adımlı ışık kılavuzlu güneş yoğunlaştırıcılarının etkinliği kanıtlanmıştır. Uygulamalı çalışmalar ile CPV modülü üretilerek ışık kılavuzlu CPV sistemlerine ilişkin bilgi birikimi geliştirilmeye çalışılmıştır. Yoğunlaştırıcı sistemi 45x geometrik yoğunlaştırma değeriyle orta yoğunlaştırma seviyesinde ve +-2 derece kabul açısına sahip olarak üretilmiştir. Prototip seviyesinde plastik enjeksiyon yöntemi ile %74 optik verimliliğe ulaşılmış ve daha iyi bir enjeksiyon kalıbı imalatı ile bu sonuç daha da iyileştirilebilecektir. Gerçek üretim parametreleri kullanılarak maliyet analizleri de gerçekleştirilmiş ve ışık kılavuzlu güneş yoğunlaştırıcı sistemleriyle şebeke elektriği maliyetine denk maliyetle elektrik üretilebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Concentrating Photovoltaic systems are good candidates for low cost and clean electricity generation from solar energy. CPV means replacing much of the expensive semiconductor photovoltaic cells with the cheaper optics. Although the idea is simple, CPV systems have several problems inherent to their system design, such as module thickness, expensive PV cells and overheating. Light guide systems are good alternatives to classical CPV systems that can clear off most of the problems of those systems. In this thesis we explore a new light-guide based solar concentrator by optical design and simulations. It is shown that this solar concentrator can reach 1000x geometric concentration, 96.5% optical efficiency with a ±1 degree acceptance angle. As a result of simulations, effectiveness of the horizontally staggered light guide solar concentrators is proved. A practical module study is carried on to improve the knowledge related to light guide CPV systems. The concentrator geometry is fabricated as a medium concentrator system with a geometric concentration of 45x and +-2 degrees acceptance angle. With the prototype level injection molding 74% optical efficiency is achieved and can be improved with a better mold manufacturing. A cost analyses is also performed with real manufacturing parameters and it is shown that grid parity can be achieved with this kind of light guide solar concentrators.
Benzer Tezler
- An evaluation and selection framework for developing logistics centre location decision
Lojistik merkez yeri kararı geliştirmek için bir değerlendirme ve seçim yapısı
RIZA GÜRHAN KORKUT
Doktora
İngilizce
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiPiri Reis ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZKAYNAK
- Sanal mimarlığın gerçeği
Başlık çevirisi yok
CEM YARDIMCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA YÜREKLİ
- Organizasyonlarda kendi-kendini yöneten ekiplerin incelenmesi: Kendi-kendini yöneten ekiplerin düzenlenmesinde karşılaşılacak sorunlar ve çözüm yolları ve Pınar Süt Mamulleri A.Ş.'de bir araştırma
The Review of self-managed teams in the organizations: Problems and their solutions that could be confronted in the formation of self-managed teams, and a survey in the Pınar Süt Mamulleri A.Ş.
HÜLYA ÖCAL