Toz birikiminin fotovoltaik (FV) sistem verimliliği üzerindeki etkisi ve optimize edilmiş temizlik sıklığı
Impact of dust accumulation on photovoltaic (PV) system efficiency and optimized cleani̇ng frequency
- Tez No: 890126
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA TAHİR AKKOYUNLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Fotovoltaik (FV) panellerdeki aşırı toz birikimi, özellikle kurak bölgelerde, güneş enerji santrallerinin enerji çıkışını önemli ölçüde azaltabilen büyük bir sorundur. Bu tez, Türkiye'nin Konya ilindeki 1,976 MWp'lik bir çatı üstü güneş enerjisi kurulumunun verimliliği üzerindeki toz etkisini incelemekte ve bu kayıpları azaltmak için optimal bir temizleme stratejisi önermektedir. Çalışma, Solcast API Toolkit'ten güneş ışınımı, sıcaklık, yağış, nem ve rüzgar gibi çevresel faktörler hakkında 23 aylık veri toplayarak güneş santrali güç üretimi verilerini analiz etmiştir. Korelasyon analizi, doğrudan normal ışınım, yatay genel ışınım, sıcaklık, yağış, bağıl nem ve rüzgar yönünün enerji üretimi üzerindeki en güçlü etkiye sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır. 2022 yılında temizleme olmadan, 2023 yılında ise robotik temizleme ile kuru mevsimler arasında karşılaştırmalı bir analiz yapılarak toz giderilmesinin etkisi icelenmistir. Sonuçlar, düzenli temizlemenin 2022'deki temizlenmemiş sisteme kıyasla haftalık ortalama enerji çıkışında %5-15 artışa yol açtığını ortaya koymuştur. Theil-Sen tahmincisi yöntemine dayalı kirlenme oranı hesaplamaları, günlük ortalama kirlenme oranının %0,2959 olduğunu göstermektedir. Optimum temizleme sıklığını belirlemek için bir model geliştirilmiştir. Analiz, kuru mevsimde 31 günlük optimal temizleme periyodunun yılda 6 kez temizleme anlamına geldiğini saptamıştır. Bu optimal temizleme stratejisinin uygulanması, toz birikimi ile ilişkili toplam maliyeti yılda 3 kez temizleme uygulamasına kıyasla %18 oranında azaltabilmektedir. Bu araştırmanın bulguları, toz azaltma stratejilerini etkin bir şekilde uygulayarak fotovoltaik sistemlerinin uzun vadeli verimliliğini ve ekonomik olarak sürdürülebilirliğini artırmak için kurak bölgelerdeki güneş santrali işletmecilerine değerli bilgiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Excessive dust accumulation on photovoltaic (FV) panels is a major challenge that can significantly reduce the energy output of solar power plants, particularly in arid regions. This thesis investigates the impact of dust on the efficiency of a 1.976 MWp rooftop solar power installation in Konya, Turkey, and proposes an optimal cleaning strategy to mitigate these losses. The study collected and analyzed 23 months of data on environmental factors such as solar irradiance, temperature, precipitation, humidity, and wind from the Solcast API Toolkit and power production data from the solar plant. Correlation analysis revealed that direct normal irradiance, global horizontal irradiance, temperature, precipitation, relative humidity, and wind direction strongly influenced energy generation. A comparative analysis was conducted between the dry seasons of 2022 (without cleaning) and 2023 (with robotic cleaning) to quantify the impact of dust removal. The results showed that regular cleaning led to a 5-15% increase in average weekly energy output compared to the unclean system in 2022. Soiling ratio calculations based on the Theil-Sen estimator method indicated an average daily soiling rate of -0.2959%. An optimization model was developed to determine the most cost-effective cleaning frequency. The analysis showed that the optimal cleaning cycle is 31 days, equating to 6 cleanings per dry season. Implementing this optimal cleaning strategy can reduce the total cost associated with dust accumulation by 18% compared to the current practice of 3 cleanings per year. This research provides valuable insights for solar plant operators in arid regions to enhance long-term efficiency, optimize cleaning schedules, improve the sustainability and efficiency of solar energy systems in dust-prone areas, and improve the economic viability of their photovoltaic systems through effective dust mitigation strategies.
Benzer Tezler
- Samsun koşullarında doğal toz birikiminin güneş panellerinin verimliliğine etkisi
The effect of natural dust accumulation on the efficiency of solar panels in Samsun climate conditions
MUSAB KURŞUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiOndokuz Mayıs ÜniversitesiYenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT KESKİN
- Investigation of the effects of cooling and dust accumulation on the power output andefficiency of photovoltaic panels
Soğutma ve toz birikiminin fotovoltaik panellerin güç çıkışı ve verimliliği üzerindeki etkisinin incelenmesi
AISHA TAREQ TAHER KOPRLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM ATMACA
DR. ABDULELAH HAMEED YASEEN
- Fotovoltaik panellerde gölge ve toz etkisinin analizi
Analysis of dust and shadow effect on photovoltaic modules
GÖZDE GENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiHacettepe ÜniversitesiTemiz Tükenmez Enerjiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYNUR ERAY
- Experimental investigation of the effect of dust deposition on photovoltaic module energy performance
Toz birikiminin fotovoltaik modül enerji performansı üzerindeki etkisinin deneysel araştırılması
AZIZA IDRISS WARSAMA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK SELİMLİ
- Azerbaycan'da yenilenebilir enerji kaynaklarının kapasite ve kullanılabilirlik analizi
Capacity and availability analysis of renewable energy resources in Azerbaijan
SADIG HAMİDOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiÜsküdar ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SAVSAR