Bir fotovoltaik panelin elektriksel karakteristiklerinin nümerik modellenmesi ve deneysel validasyonu
Numerical modeling and experimental validation of the electrical characteristics of a photovoltaic panel
- Tez No: 916837
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ NACİ ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrik devreleri, Eşdeğer devre, Güneş enerjisi, Kısa devre, Yarı iletken güneş pili, Electric circuits, Equivalent circuit, Solar energy, Short circuit, Semiconductor solar cell
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fotovoltaik hücreler güneşimizden gelen fotonları, içindeki yarı iletken katmanlar sayesinde elektrik enerjisine dönüştüren dönüşüm sistemleridir. Fotovoltaik bir hücrenin eşdeğer devre denkleminde bulunan ışık akımı (Iₚₕ), paralel şönt direnci (Rₛₕ), seri iç direnç (Rₛ), modifiye edilmiş diyot katsayısı (a) ve ters doyma akımının (Iₒ) tahmin edilmesi için birçok sayısal ve analitik model geliştirilmiştir. Bu çalışmada, eşdeğer devre denkleminin çözümlenmesi için MATLAB yazılımı üzerinden geliştirilen“Geliştirilmiş Beş Parametreli Model”adında yeni bir analitik çözümleme yöntemi önerilmiştir. Bu model ile, sadece panelin üreticisi tarafından, kullanıcıya verilen teknik bilgileri kullanarak panelin bilinmeyen parametreleri nümerik olarak hesaplanmıştır. Yeni model ile yapılan MATLAB hesaplamalarının sonuçları, mevcut literatürde bulunan“Beş Parametreli Model”sonuçları ve 36 hücreli polikristal bir fotovoltaik panelin farklı operasyon şartlardaki deneysel verileri RMSE ve R-Kare istatiksel yöntemleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Ayrıca, bu tip bir problemin çözümünde nümerik bir yaklaşım olarak kullanılan Generalized Reduced Gradient (GRG) sayısal yöntemi ile Geliştirilmiş Beş Parametreli Model, 48 hücreli polikristal bir panelin verileri referans alınarak panelin bilinmeyen parametreleri hesaplanmıştır. Geliştirilen yeni modelin, sadece panel etiketindeki teknik bilgileri kullanarak yaptığı çözümlemelerin, diğer yöntemlere göre daha başarılı sonuçlar verdiği ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
Photovoltaic cells are conversion systems that transform the photons from the sun into electrical energy through their semiconductor layers. In the equivalent circuit equation of a photovoltaic cell, several numerical and analytical models have been developed to estimate parameters such as the light current (Iₚₕ), parallel shunt resistance (Rₛₕ), series resistance (Rₛ), modified diode factor (a), and reverse saturation current (Iₒ). This study proposes a new numerical method called the“Improved Five-Parameter Model”developed in MATLAB for solving the equivalent circuit equation. Using this model, the unknown parameters of a panel are calculated numerically based on only the technical information provided by the manufacturer. The results from the MATLAB calculations are compared with the existing“Five-Parameter Model”and experimental data of a 36-cell polycrystalline photovoltaic panel under different operating conditions, using statistical methods such as RMSE and R-Square. Furthermore, a numerical approach using the Generalized Reduced Gradient (GRG) numerical method is applied to solve the model, and the unknown parameters of a 48-cell polycrystalline panel are calculated. The results show that the newly developed model, using only the technical data from the panel label, provides more accurate results compared to other methods.
Benzer Tezler
- Fotovoltaik sistem güç karakteristiklerinin deneysel yöntemle belirlenmesi
Experimental evaluation of photovoltaic system's power characteristics
METİN AYDIN
- Güneş takip sistemleri için hibrit fotodiyot üretilmesi ve fotovoltaik karakteristiklerinin incelenmesi
Production of hybrid photodiodes for solar tracking systems and investigation of photovoltaic characteristics
GÖKHAN ÖZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Amasya ÜniversitesiYenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Evaporative cooling systems with underground cooling for photovoltaic panels in hot and arid climates
Sıcak ve kurak iklimlerde fotovoltaik paneller için yeraltı soğutmalı buharlaştırmalı soğutma sistemleri
MAZLUM CENGİZ
- Fotovoltaik bir modülün farklı modeller kullanarak elektriksel modellenmesi ve deneysel doğrulanması
Electrical modelling and experimental validation of a photovoltaic module using different models
ERSAL GEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Fotovoltaik termal (PV/T) - peltier hibrit bir sistemin bal peteği ısı alıcı kullanılarak termal ve elektriksel performansının incelenmesi
Investigation of thermal and electrical performance of a photovoltaic thermal (PV/T)- peltier hybrid system using a honeycomb heat sink
ABDULSAMET ÇOBAN
