Geri Dön

Fotovoltaik termal (FV/T) sistemlerde nanoakışkanlı ısı borusu ve faz değiştiren madde (FDM) kullanımının deneysel olarak araştırılması

Experimental investigation of using both nanofluid-filled heat pipe and phase change material (PCM) in photovoltaic thermal (PV/T) systems

PDF İndir

  1. Tez No: 688806
  2. Yazar: MELİSA ERGENE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ESEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik termal (PVT) sistem, CuO/H2O nanoakışkan, Faz değiştiren madde (FDM), Enerji analizi, Photovoltaic Thermal (PVT) System, CuO/H2O Nanofluid, Phase Change Material (PCM), Energy Analysis
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Isı Tekniği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 60

Özet

PV modüllerinin düşük elektriksel verimlerinden dolayı, yutulan güneş enerjisinin önemli bir miktarı ısıya dönüştürülmekte ve netice olarak fotovoltaik hücrelerin sıcaklığı artmaktadır. Hücrelerin artan sıcaklığı PV modüllerinin elektriksel verimini düşürür. PV modülüne bir soğutma sisteminin eklenmesiyle, PV hücrelerince üretilen ısı faydalı ısıl enerji olarak kullanılacak şekilde depolanmaktadır. Bu sistemler fotovoltaik termal (PVT) sistemler olarak adlandırılmaktadır. Soğutma tipi PVT sistemlerin performansını etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Genellikle, PVT sistemlerin soğutucu akışkanları üç ana gruba ayrılmaktadır: sıvılar (su, soğutucu akışkanlar ve nanoakışkanlar gibi), hava ve sıvı-hava birleşimi. PV ve PVT sistemlerin verimini arttırmak için etkili bir yöntem de faz değiştiren maddeler (FDMs) kullanmaktır. FDM sistemin ısısını gizli ısı şeklinde çekip depolayarak neticede fotovoltaik hücre sıcaklığını düşürür. Bu çalışmada, soğutucu olarak CuO/H2O nanoakışkanı ile FDM olarak kalsiyum klorür hekza hidratın (CaCl26H2O) birlikte kullanımının bir PVT sisteminin elektriksel ve ısıl verimleri üzerine etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla üç farklı sistem araştırılmış ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır: bir klasik PV modülü, bir nanoakışkan esaslı NPVT ve bir nanoakışkan-FDM esaslı NPVT/FDM sistemi. Deneyler Fırat Üniversitesinde Temmuz ve Ağustos aylarında gerçekleştirilmiştir. Ölçülen deneysel veriler enerji esaslı analiz edilmiştir. Sonuçlara göre, nanoakışkan esaslı PVT sisteminde FDM kullanımı PVT sistemin ısıl güç çıktısını yaklaşık %28,30 arttırmıştır. Ayrıca, NPVT ve NPVT/FDM sistemlerinin kullanımı klasik PV modülü kullanımına göre elektriksel güçte sırasıyla yaklaşık %7,2 ve %11,8 artış sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

Due to the low electrical efficiency of PV modules, a significant portion of the absorbed solar energy is converted into heat and, consequently, the photovoltaic cells temperature is increased. Increasing the cells temperature reduces the electrical efficiency of the PV modules. By adding a cooling system to a PV module, the heat generated by photovoltaic cells is absorbed which can be employed as a useful thermal energy. These systems are called photovoltaic thermal (PVT) systems. The coolant type is one of the most important factors that affects the performance of PVT systems. Generally, the coolants of PVT systems are classified into three main categories: liquids (such as water, refrigerants and nanofluids), air, and a combination of liquids and air. One effective method to improve the efficiency of PV and PVT systems is using phase change materials (PCMs). The PCM is a latent heat storage that absorbs the system heat and, consequently, decreases the photovoltaic cell temperature. In this study, the effects of simultaneous use of CuO/H2O nanofluid with 0.2 wt% as the coolant as well as calcium chloride hexahydrate (CaCl26H2O) as the phase change material (PCM) on the electrical and thermal efficiencies of a photovoltaic thermal (PVT) system are experimentally investigated. For this purpose, three different systems are studied and compared with each other: a conventional PV module, a nanofluid based NPVT, and a nanofluid based NPVT/PCM. The experiments are performed on selected days in July and August at the Firat University, Turkey. The measured data are analyzed from the energy viewpoint. Based on the results, using the PCM in the nanofluid based PVT system enhances the output thermal power of the PVT system by about 28.30%. Also, using the NPVT and NPVT/PCM systems improves the output electrical power by about 7.2% and 11.8% compared to the conventional PV module, respectively.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    847549

    Hibrit nanoakışkan kullanılarak fotovoltaik/termal (PV/T) sistemlerin termal ve elektrik üretim performansının iyileştirilmesi

    Improving thermal and electricitygeneration performance of photovoltaic/thermal (PV/T)systems using hybrid nanofluid

    ETTAHIR EL HADI ALI OMAR SWESE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriKastamonu Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYBABA HANÇERLİOĞULLARI

  2. Tez No

    785186

    Performance enhancement of PV/T systems using nano -additives

    Nano katkı malzemeler kullanarak FV/T sistemlerin performansının iyileştirilmesi

    BASAM ASAAD SHALLAL SHALLAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENGİN GEDİK

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASANAİN A. ABDUL WAHHAB

  3. Tez No

    486753

    Fotovoltaik termal (FV/T) ve bina entegreli FV/T (BIPV/T) sistemlerde akışkan kullanımının elektriksel karakteristik üzerine etkisinin incelenmesi

    Investigation on the effect of fluid use on electrical characteristics in photovoltaic thermal (PV/T) and building integrated PV/T (BIPV/T) system

    MAHMUT UÇMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HALİL EROL

    YRD. DOÇ. DR. ZEHAN KESİLMİŞ

  4. Tez No

    527863

    Güneş enerjisinden ısı ve elektrik eldesinin tekno-ekonomik simülasyonu: Örnek bir uygulama

    Techno-economic simulation of thermal and electricity yield from solar: A case study

    CELALEDDİN CAN TUTAŞI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiBaşkent Üniversitesi

    Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT ÇOLAK

  5. Tez No

    771583

    Fotovoltaik-termal (FV/T) modül destekli buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminin deneysel analizi

    Experimental analysis of photovoltaic-thermal (PV/T) module assisted vapor compression refrigeration system

    GÖKHAN YILDIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiDüzce Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ ETEM GÜREL

Geri Dön