Geri Dön

Güneş takip sistemleri için hibrit fotodiyot üretilmesi ve fotovoltaik karakteristiklerinin incelenmesi

Production of hybrid photodiodes for solar tracking systems and investigation of photovoltaic characteristics

PDF İndir

  1. Tez No: 929051
  2. Yazar: GÖKHAN ÖZEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SELÇUK DEMİREZEN, PROF. DR. HAYRİYE GÖKÇEN ÇETİNKAYA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Energy, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Amasya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Yenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Günümüzde enerji ihtiyacı çoğunlukla fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil yakıt kullanımı ile ortaya çıkan doğaya zararlı emisyonlar, insan sağlığını ve çevre yaşamını tehdit etmeye devam etmektedir. Bu yüzden enerji tasarrufu ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının hızla hayata geçirilmesi gerekmektedir. Güneş enerjisi temiz ve sürdürülebilir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Bir fotovoltaik (PV) panel kullanarak, güneş enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür. Bir fotovoltaik panelinden elektrik üretim hızı, güneş ışıması, güneş pili malzemeleri, güneş pili yüzey sıcaklığı vb. gibi bazı faktörlere bağlıdır. Güneş paneli daha fazla güneş ışığı aldığında, daha fazla güç üretir. Sabit durumdaki bir güneş paneli, güneş ışığı saatinde maksimum güneş ışığını yakalayamaz çünkü güneşin gökyüzündeki konumu gün boyu değişir. Bu sebepten maksimum güneş ışığını yakalayarak panallerin verimliliğini arttırmak amacıyla güneş takip sistemleri geliştirilmiştir. Bu sistemler, güneşin hareketini izleyerek panellerin sürekli olarak güneşe dönük kalmasını sağlar, böylece enerji üretimi maksimize edilir. Fotodiyotlar, güneş takip sistemlerinde güneşin konumunu tespit etmek için kullanılır. Bu yarı iletken cihazlar, üzerine düşen güneş ışığını elektrik sinyaline dönüştürür ve bu sinyal, güneşin gökyüzündeki konumuna göre değişir. Güneş takip sisteminde, fotodiyotlardan gelen bu sinyaller, kontrol ünitesine iletilir ve sistemin panelleri güneşe doğru hareket ettirmesi sağlanır. Bu sayede paneller, gün boyunca güneş ışığını en verimli şekilde alarak enerji üretimini maksimize eder. Bu çalışma, güneş takip sistemlerinde kullanılabilecek yeni bir hibrit fotodiyot üretmek ve bu fotodiyotun karakteristik özelliklerini incelemek amacıyla yapılmıştır. Bu amaçla, ağırlıkça % 5, % 10, % 20 bakır fitalosiyanin (CuPc) katkılı çinko oksit (ZnO) arayüzeyine sahip Al/p-Si Schottky bariyer diyotları (SBD'ler), spin kaplama tekniği kullanılarak üretilmiştir. Bu çalışma, geniş bir voltaj aralığı (±5V) ve aydınlatma altında (10 ile 100 mW/cm2) CuPc'nin farklı katkı oranlarıyla yapılandırılan diyotlar arasındaki akım-voltaj (I-V) özelliklerinin karşılaştırmalı karakterizasyonunu içermektedir. Bu ölçümler çeşitli aydınlatma seviyeleri (10 ile 100 mW/cm2 arasında) ve karanlık koşullarda, idealite faktörü (n), bariyer yüksekliği (B), seri direnç (Rs), şönt direnç (Rsh), değişken yoğunluğu (Nss) gibi çeşitli kritik elektriksel değişkenlerin hesaplanmasına ve bunların çeşitli koşullardaki tepkilerini görmemize olanak sağlamıştır. Diyotların yaklaşık 104 mertebesinde iyi bir doğrultma oranına (RR) sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar, yapıların doğrultucu özelliklerinin CuPc katkısı ile kontrol edilebileceğini göstermiştir. Elde edilen değerler bu SBD'lerin hassas fotodiyotlar/sensörler/dedektörler kullanım alanları bulabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Today, energy needs are mostly supplied from fossil fuels. Harmful emissions from the use of fossil fuels continue to threaten human health and the environment. Therefore, energy saving and the use of renewable energy sources need to be implemented rapidly. Solar energy is a clean and sustainable renewable energy source. Using a photovoltaic (PV) panel, solar energy is converted into electrical energy. The rate of electricity generation from a photovoltaic panel depends on some factors such as solar irradiance, solar cell materials, solar cell surface temperature, etc. When the solar panel receives more sunlight, it generates more power. A steady-state solar panel cannot capture the maximum sunlight at sunlight hour because the position of the sun in the sky changes throughout the day. For this reason, solar tracking systems have been developed to increase the efficiency of the panels by capturing maximum sunlight. These systems track the movement of the sun and ensure that the panels are constantly facing the sun, thus maximizing energy production. Photodiodes are used in solar tracking systems to detect the position of the sun. These semiconductor devices convert the sunlight falling on them into an electrical signal, which changes according to the sun's position in the sky. In the solar tracking system, these signals from the photodiodes are transmitted to the control unit and the system moves the panels towards the sun. In this way, the panels maximize energy production by receiving sunlight in the most efficient way throughout the day. This study was carried out to fabricate a new hybrid photodiode that can be used in solar tracking systems and to investigate the characteristics of this photodiode. For this purpose, Al/p-Si Schottky barrier diodes (SBDs) with zinc oxide (ZnO) interface doped with 5 wt%, 10 wt%, 20 wt% copper phthalocyanine (CuPc) were fabricated using spin coating technique. This work includes the comparative characterization of the current-voltage (I-V) characteristics between diodes configured with different doping ratios of CuPc over a wide voltage range (±5V) and under illumination (10 to 100 mW/cm2). These measurements allowed the calculation of several critical electrical variables such as ideality factor (n), barrier height B), series resistance (Rs), shunt resistance (Rsh), variable density (Nss) and their response under various conditions at various illumination levels (between 10 and 100 mW/cm2) and dark conditions. The diodes were found to have a good rectification ratio (RR) of about 104. The obtained results show that the rectifying properties of the structures can be controlled by CuPc doping. The obtained values indicate that these SBDs can be used as sensitive photodiodes/sensors/detectors.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    825659

    Enhancement performance and efficiency of photovoltaic system based on hybrid maximum power point tracking

    Başlık çevirisi yok

    MINA TUQA MAHDI AL-MAYYAHI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gelişim Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF GÜRCAN ŞAHİN

  2. Tez No

    612313

    Fotovoltaik sistemlerde maksimum güç noktasının optimal denetimi ve uygulaması

    Optimal control and implementation of maximum power point in photovoltaic systems

    AHMET GANİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞEKKELİ

  3. Tez No

    717173

    Parabolik yansıtıcılı kompakt güneş kollektörü tasarımı ve hibrit çalışma durumunda ısıl performansının fuzzy logic yöntemi ile iyileştirilmesi

    Design of compact solar collector with parabolic reflector and improvement of thermal performance in hybrid operation by fuzzy logic method

    METİN ER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF TEKİN

  4. Tez No

    781102

    Comparative analysis of MPPT techniques for solar and wind systems under different operating conditions

    Farklı çalışma koşulları altında güneş ve rüzgar sistemleri için MPPT tekniklerinin karşılaştırmalı analizi

    MUHAMMAD SAEED AHMAD

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT SÜNTER

  5. Tez No

    688423

    Deep learning for wind energy systems using the hurst exponent and statistical parameters

    Hurst üslü ve istatistiksel parametreleri kullanarak rüzgar enerjisi sistemleri için derin öğrenme

    BEHNAZ ALAFI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER

Geri Dön