Nanopartikül katkılı faz değiştiren malzemenin fotovoltaik paneller üzerindeki etkisi
Effect of nanoparticle additived phase change material on photovoltaic panels
- Tez No: 794691
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLTER ŞAHİN AKTAŞ, DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH BAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Siirt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Bu çalışmada, Siirt iklim şartlarında altında fotovoltaik (PV) panellerin soğutularak çıkış parametrelerinin iyileştirilmesi araştırılmıştır. PV panel yüzey sıcaklığını azaltabilmek için Faz Değiştiren Malzeme (FDM) kullanılmış ve FDM'nin ısı iletim katsayısını artırmak için de farklı oranlarda nanopartikül (alüminyum oksit-Al2O3) ilave edilmiştir. FDM'li ve nanopartikül katkılı FDM'li soğutma sistemleri, PV panellerin çıkış parametrelerine pozitif etki ettiği gözlemlenmiştir. Deneylere başlamadan önce tüm PV paneller aynı güneş ışınımı ve çevre şartlarında test edilmiş ve birbirine çok yakın çıkış güçlerine sahip üç eş PV panel seçilmiştir. PV paneller arasındaki maksimum çıkış gücü farkı 0,05 W olarak ölçülmüştür. PV panelin dış çerçeve ölçülerinde alüminyum levha kesilerek PV panelin arka kısmı tamamen kapatılmıştır. Sızdırmazlık sağlamak için PV panel çerçevesi ile alüminyum levha, poliüretan mastik (çelik silikon) ile yapıştırılmıştır. Bu işlem sonunda PV panelin arkasında 1,5 cm derinliğinde FDM'nin eklenebileceği bir depo oluşturulmuştur. Eritilmiş FDM'nin içine ağırlık-hacimce (%w/v) % 0,05, % 0,1 ve % 0,15 oranlarında nanopartikül eklenmiştir. Nanopartikül katkılı FDM'lerin ısı iletim katsayıları ölçülmüş ve % 0,05 için 0,2 W∙m-1∙K-1, % 0,1 için 0,21 W∙m-1∙K-1, % 0,15 için ise 0,22 W∙m-1∙K-1 bulunmuştur. Deneylerde, referans PV panel, FDM'li PV panel, % 0,05 nanopartikül katkılı FDM'li PV panel, % 0,1 nanopartikül katkılı FDM'li PV panel ve %0,15 nanopartikül katkılı FDM'li PV panel olmak üzere 5 farklı sistem bulunmaktadır. Bu 5 farklı PV sistem kendi içinde 3'erli grup yapılarak en iyi soğutma sağlayan ve çıkış parametrelerini iyileştiren sistem araştırılmıştır. Deneyler sonucunda soğutma yapılan panellerin hücre sıcaklığının, soğutma yapılmayan referans PV panele göre daha düşük olduğu görülmüştür. Bu durum elektriksel verime pozitif etki yaparak verim artışını sağlamıştır. Soğutulan panellerden en verimli olanı %0,15 nanopartikül katkılı FDM'li PV panel olup, verimi %12,70 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the improvement of the output parameters of photovoltaic (PV) panels by cooling under Siirt climatic conditions was investigated. Phase Change Material (PCM) was employed to reduce the PV panel surface temperature, and nanoparticles (aluminium oxide-Al2O3) were added at different rates to increase the heat transfer coefficient of PCM. It has been observed that cooling systems with PCM and nanoparticle additived PCM have a positive effect on the output parameters of PV panels. Prior to the experiment, all PV panels were tested under the same solar radiation and environmental conditions, and three identical PV panels with very close output powers were selected. The maximum output power difference between PV panels is measured as 0,05 W. The back part of the PV panel is completely covered with an aluminium sheet cut to the outer frame dimensions of the PV panel. The PV panel frame and the aluminium sheet are bonded with polyurethane sealant (steel silicone) to ensure tightness. At the end of this process, 1,5 cm deep tank was placed behind the PV panel, where PCM can be added. Nanoparticles were added to the melted PCM at the rates of 0,05%, 0,1% and 0,15% by weight-volume (%w/v). The heat transmission coefficients of nanoparticle additived PCMs were measured and 0,2 W∙m-1∙K-1 for 0,05%, 0,21 W∙m-1∙K-1 for 0,1%, and 0,22 W∙m-1∙K-1 for 0,15% was found. In the experiments, the reference PV panel, PV panel with PCM, PV panel with PCM the additived 0,05% nanoparticles, PV panel with PCM the additived 0,1% nanoparticles, and PV panel with PCM the additived 0,15% nanoparticles were used. Five distinct photovoltaic (PV) systems were divided into three groups, and the system that provides the most effective cooling and improves output parameters was studied. As a result of the experiments, it was observed that the cell temperature of the cooled panels was lower than the uncooled reference PV panel. This had a positive effect on the electrical efficiency and increased the efficiency. The most efficient of the cooled panels is the PV panel with 0,15% nanoparticle additived PCM, and its efficiency was calculated as 12,70%.
Benzer Tezler
- Nanopartikül katkılı faz değiştiren malzemelerin erime ve katılaşmasının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of melting and solidification of nanoparticle enhanced phase change materials
ENSAR TÜTÜNCÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜSLÜM ARICI
- Isıl enerji depolama uygulamaları için modifiye edilmiş alüminyum-silikat nanopartiküller içeren emülsiyon şablonlu gözenekli polimerlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of emulsion-templated porous polymers containing modified aluminum-silicate nanoparticles for thermal energy storage applications
SENA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE HANDE MERT
- Nanopartikül katkılı parafinin ısıl performansının deneysel analizi
Experimental analysis of thermal performance of nanoparticle enhanced paraffin
NERGİZ ÜLKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSAMETTİN BULUT
- Fabrication of hollow fiber nanofiltration membranes: role of nanocomposites in membrane performance
İnce boşluklu (Hollow fiber) nanofiltrasyon membranlarının üretimi: membran performansında nanokompozitlerin rolü
GÜLSÜM MELİKE ÜRPER BAYRAM
Doktora
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Modifiye nanopartikül katkılı terftalat türevi kiral sıvı kristallerin sentezi ve mesomorfik karakterizasyonu
The synthesis and mesomorphic characterization of terphthalate derived chiral liquid crystals doped with modified nanoparticles
DUYGU ÖZTÜRK ÇİÇEKCİ