Güneş panellerinin üst yüzeyine nanopartikül katkılı film uygulamasının enerji verimliliğine olan etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of nanoparticle-reinforced film application on the top surface of solar panels on energy efficiency
- Tez No: 928978
- Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR ÇAVDAR, ÖĞR. GÖR. ALPER MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Demokrasi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Elektrik üretiminde güneş enerjisi kullanımı artmakta olan ve gelecekte de artacağı düşünülen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Güneş panellerinin yapı taşı olan fotovoltaik hücrenin içerisinde güneş ışınımının oluşturduğu foton enerjisi, elektronları titreştirerek kısa süreli yörünge değişimlerine sebep olduğu için bir enerji akışı oluşturmaktadır. Fotovoltaik hücrenin hammaddesi olan silisyum bir yarı iletken olduğundan panel sıcaklığının artması özdirencinin düşmesine ve panel çıkış gücünün azalmasına neden olmaktadır. Panel sıcaklığının artmasını etkileyecek unsurlar ve buna bağlı verim kaybı son zamanlarda araştırmacıların önemle üzerinde durduğu bir konudur. Geçmiş çalışmalarda güneş enerji panellerinin optimum çalışma sıcaklığının üzerine çıkmasını engellemek amacıyla farklı nanoakışkan ve faz değiştiren maddeler içeren soğutma sistemleri tasarlanarak panelin enerji veriminin arttırılması hedeflenmiştir. Bu çalışmada ise hücre sıcaklığını düşürmek amacıyla farklı nanopartikül katkılı yüzey kaplamalarının verimliliğe olan etkileri araştırılmıştır. Endüstride sıkça kullanılan bir güneş paneli referans alınarak SolidWorks® ve ANSYS® programı aracılığıyla modellenmiştir. Bu modele farklı nanopartikül katkılı yüzey kaplamaları uygulanmıştır. Simülasyon sonuçları yorumlanırken çok kriterli karar verme (ÇKKV) metodu kullanılmıştır. Buna göre kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle üretilen tek duvarlı karbon nanotüp (SWCNT) kaplamanın hücre sıcaklığını 6,13 °C düşürerek çıkış gücünü %2,39 ve panel verimini %1,285 arttırdığı tespit edilmiştir. Deneyler sonucunda uygulanan diğer nanopartikül katkılı kaplamaların da enerji verimliliğine olumlu etkileri olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The use of solar energy in electricity generation is a renewable energy source that is increasing and is expected to increase in the future. Photon energy generated by solar radiation in the photovoltaic cell, which is the building block of solar panels, creates an energy flow because it causes short-term orbital changes by vibrating electrons. Since silicon, the raw material of the photovoltaic cell, is a semiconductor, the increase in panel temperature causes the resistivity to decrease and the panel output power to decrease. The factors that will affect the increase in panel temperature and the associated loss of efficiency is a topic that researchers have recently emphasised. In previous studies, it has been aimed to increase the energy efficiency of the panel by designing cooling systems containing different nanofluids and phase changing substances in order to prevent solar energy panels from rising above the optimum operating temperature. In this study, the effects of different nanoparticle doped surface coatings on efficiency were investigated in order to reduce the cell temperature. A solar panel, which is frequently used in the industry, was modelled using SolidWorks® and ANSYS® programmes. Different nanoparticle doped surface coatings were applied to this model. Multi-criteria decision making (MCDM) method was used to interpret the simulation results. Accordingly, it was determined that the single-walled carbon nanotube (SWCNT) coating produced by chemical vapour deposition method increased the output power by 2.39% and the panel efficiency by 1.285% by reducing the cell temperature by 6.13 °C. As a result of the experiments, it was observed that other nanoparticle doped coatings also had positive effects on energy efficiency.
Benzer Tezler
- Sol-jel yöntemi ile süperhidrofobik kaplama üretimi
Production of superhydrophobic coating by sol-gel method
ATAKAN BARKINAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILDIZ YARALI ÖZBEK
- Broadband metamaterial solar cell design
Geniş bantlı metamalzeme güneş hücresi tasarımı
YAREN YÜCEL YAMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
- Experimental and numerical analysis of the thermoelectric cooling of photovoltaic panels
Fotovoltaik panellerin termoelektrik ile soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi
ALI TALIB DAKHAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YAKUT
- The effect of inclination angle in fixed photovoltaic system applications
Sabit fotovoltaik sistem uygulamalarında eğim açısının etkisi
ABDALAZIZ TAREK ABDALAZIZ EBRAHEEM RAGAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK YAVUZ
- Development of sol-gel based anti-reflective coatings for glasses used in photovoltaic systems
Fotovoltaik sistemlerde kullanılan camlara yönelik soljel esaslı yansıma önleyici kaplamaların geliştirilmesi
CENNET YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ALİ ERÇİN ERSUNDU