Characterization of a Li-ion battery based stand-alone a-Si photovoltaic system
Tekil Si fotovoltaik sistem temelli, Li-iyon bataryanın karakterizasyonu
- Tez No: 392486
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. BAHADIR TUNABOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Şehir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Fotovoltaik (PV ) sistemlerin kurulumu hızlıca artmaktadır. Çok amaçlı ve genellikle uygun maliyetli bu güç seçenegini daha fazla insanın ögrenmesi, bu sistemlere yönelimi ivmelendirecektir. Bu çalısma, batarya temelli tekil fotovoltaik sistemler (BSPV ) için tavsiye edilen bir tasarımı sunmaktadır. BSPV sistemi faklı alanlarda uygulanabilme kabiliyetine sahiptir. Bu uygulamalar, uyarı sinyallerinin elde edilmesi, aydınlatma, sogutma, iletisim, evsel su temini, uzaktan algılama ve katodik korumadır. Bu çalısmada sunulan hesaplama, sistem boyutlandırma teknigi için uygun bir yöntemi içerir. Uygulama yüküne baglı BSPV sisteminin tasarımı, fakı senaryolar için mümkündür. Bu çalısmada batarya temelli tekil sistem tasarlanmıstır. Elektrik üretimi bölümü için, farklı eklemli, mikrokristal yapıda, intrinsik ince film, yüksek verimlilikte, silikon günes pilleri arastırılmıstır. Elektrik üretimi ile ilgili bölümde 3 adet Si panel paralel olarak baglanmıstır ve depolama bölümünde, LFP (LityumDemirFosfat) batarya kullanılmıstır. Yüksek güç çıktısına sahip, LFP batarya paketi her biri 8S5P (8 hücre seri, 5 hücre paralel bag lanarak) olan 40 hücreden olusmustur. Her bir paket 0.5 kg agırlıga sahiptir ve 25.6 voltur. Si panellerin verimini, sıcaklık ve günes ısınlarının yayılımına göre degerlendirmek için Türkiye'de Istanbul, Ankara ve Adana sehirleri seçilmistir. Sıcaklık ve günes ısınlarının yayılımı güvenilir bir kaynaktan alınmıs ve çevrim esitlikleri kullanılarak panellerin akım ve gerilim çıktıları hesaplanmıstır. Bu hesaplamaların sonuçlarına göre akım ve enerji çıktıları, bir günlük ortalama etkin günes ısınlarının yayılım degerinin dikkate alınmasıyla elde edilmistir. Hesaplanan güç degerleri batarya çevrim sistemine yerlestirilmis ve 7.2 saatlik arda arda çevrimlerle yüksek güce sahip LFP bataryaların davranısı degerlendirilmistir. Sarj ve desarj çevrimleri elde edilmis ve bunların davranıslarıt artısılmıstır. Sonuçlara göre; Istanbul enerji degerlerine göre en az sayıda pik aylara sahipken, Ankara onu izlemis ve nihayetinde Adana'nın en yüksek pik aylarına ve enerji depolama sayılarına sahip oldugu tespit edilmistir. Testler boyunca, gerekli yük miktarına ve uygulamaya baglı olarak tam bir desarj çevriminde 4 A'lik akım batarya paketinden desarj edilmistir. Bu miktar uygulamaya ve gerekli yüke baglı olarak farklılık gösterebilir.
Özet (Çeviri)
The number of photovoltaic (PV) system installations is increasing rapidly. As more people learn about this versatile and often cost-effective power option, this trend will accelerate. This document presents a recommended design for a battery based standalone photovoltaic system (BSPV). BSPV system has the ability to have application in different areas. These include warning signals, lighting, refrigeration, communication, residential water pumping, remote sensing, and cathodic protection. The presented calculation method gives a proper idea for a system sizing technique. Based on application load, different scenarios are possible for designing a BSPV system. In this study a battery based stand-alone system was designed. For the electricity generation part, A high efficiency silicon solar cells with a hetro-junction microcrystalline intrinsic thin layer was investigated. However, lack of availabilty of this type of panel made us to choose amorphous silicon panels. The electricity generation part is three a-Si panels, which are connected in parallel, and for the storage part LFP (Lithium Iron Phosphate) battery was used. The high power LFP battery packs are 40 cells each 8S5P (configured 8 series 5 parallel). Each individual pack weighs 0.5 kg and is 25.6V. In order to evaluate the efficiency of a-Si panels with respect to the temperature and the solar irradiation, cities of Istanbul, Ankara and Adana in Turkey were selected. Temperature and solar irradiation were gathered from reliable sources and by using translation equations current and voltage output of panels were calculated. As a result of these calculations, current and energy outputs were camputed by considering an average efficient solar irradiation time value per day in Turkey. The calculated power values were inserted to a battery cycler system, and the behavior of high power LFP batteries in a time sequence of 7.2h was evaluated. The charging and discharging cycles were obtained and their behavior was discussed. According to the results, Istanbul has the lowest number of peak month's energy, it followed by Ankara, and ultimately Adana has the highest number of peak months and energy storage. It was observed during the tests that, values up to 4 A was discharged by battery packages in a full discharge cycle depending on application and required load. This amount can be different depending on application and required load.
Benzer Tezler
- Enerji depolamada yenilikçi karbon yapılı esnek yüzeylerin üretimi ve analizi
Production and analysis of novel carbon structured flexible surfaces for energy storage applications
ESRA ŞERİFE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Sodyum iyon pillerde katot olarak kullanılabilecek prusya mavisi analoglarının sentezlenmesi, karbon kompozitlerinin üretilmesi ve performanslarının elektrokimyasal ve In Silico olarak araştırılması
Synthesis of prussian blue analogues, production of carbon composites and electrochemical and In Silico investigation of their performance in sodium ion batteries
BERKAY SUNGUR
- Lityum iyon pil hücresinin termal karakterizasyonu
Thermal characterization of lithium-ion battery cell
GİZEM TAYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL FÜRKAN SÖKMEN
- Preparation and characterization of polyacrylonitrile-based quasi-solid-state electrolytes for lithium-ion battery applications
Lityum-iyon pil uygulamaları için poliakrilonitril bazlı yarı katı hal elektrolitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
SABİHA EZGİ KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KARATEPE YAVUZ
- Fabrication and characterization of novel membranes for battery separator applications
Pil seperatör uygulamaları için yenilikçi membran yapıların üretimi ve karakterizasyonu
UBEY AHMETOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ