Power beaming with C-Si photovoltaic cells
C-Si fotovoltaik hücreler ile optik güç aktarımı
- Tez No: 936729
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ IHOR PAVLOV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Kablosuz enerji aktarımı uzun zamandır insanlığın hayallerinden biri olagelmiştir. Son yıllarda popüler hale gelen yöntemlerden biri, elektromanyetik radyasyon yoluyla enerjiyi kablosuz olarak aktarmayı sağlayan optik güç aktarımıdır (Power Beaming). Bu teknolojinin, birçok uygulamada kullanımı mümkündür: Yakıt ikmali için iniş yapmasına gerek olmayan insansız hava araçları (İHA), şarj gerektirmeyen elektrikli araçlar, pahalı altyapıya ihtiyaç duymadan uzak bölgelere elektrik sağlanması ve kablosuz olarak çalışabilen biyomedikal cihazlar. Enerji kaynağı olarak farklı dalga boyları ve çeşitli alıcı türleri arasından seçim yapılabilir. Kızılötesi ışınlar, iyi kolime edilebilmesi ve atmosferik bir pencereye sahip olması nedeniyle uzun mesafelerde avantajlıdır. Günümüzde yapılan çalışmalar genellikle GaAs veya sanayide yaygın olarak bulunmayan, pahalı III-V grubu malzemelere odaklanmaktadır. Ancak, silisyum (Si) daha yaygın, ekonomik ve bol bulunan bir malzeme olup, üzerine yapılan araştırmalar oldukça kapsamlıdır. Bu da onu avantajlı bir alıcı materyali adayı yapmaktadır. Silisyum güneş hücrelerinin mevcut endüstriyel altyapısı, fotovoltaik (PV) alıcıların büyük ölçekli üretimini ekonomik olarak makul kılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, 1030-1080 nm aralığında dalgaboyu ayarlanabilen ve 50 W'dan fazla optik güç sağlayabilen bir fiber lazerin inşasıyla monokromatik ışık kaynağı, lazer ışınından, bir fotovoltaik (FV) hücre ile enerji elde etmektir. FV hücrelerin karakterizasyonu için özel yapım bir akım-voltaj (IV) ölçüm sistemi tasarlanmıştır ve en yüksek güç noktasındaki (MPP) verimine göre karakterizasyonları yapılmıştır. Farklı monofacial ve bifacial Passivated Emitter and Rear Contact (PERC) hücreleri üzerinde optimizasyon çalışmaları simülasyonlarla gerçekleştirilmiş, ardından üretilerek Interdigitated Back Contact (IBC) hücreleri ile birlikte deneyler yapılmıştır. Hedef, en yüksek verimliliği sağlayacak en uygun ışın parametrelerini ve PV alıcı hücre tasarımını belirlemektir.
Özet (Çeviri)
Transferring energy wirelessly has long been a dream of humanity. One popular way in the past few years is power beaming which can be defined as transferring energy wirelessly via electromagnetic radiation. It can be used for many applications: Unmanned aerial vehicles (UAV) that do not need to land for refueling, electric cars that do not need recharging, providing electricity to remote areas without the costly infrastructure, biomedical devices that can work wirelessly. There are various wavelengths to choose for a power source and different types of receivers. Infrared is advantageous in the long range for having a well collimated beam and having an atmospheric window. The present studies focus on GaAs or other costly III-V materials not common in the industry. However, silicon is a more widely accessible, economic and abundant material which is well-studied, making it a favorable receiver material choice. The present industrial infrastructure of silicon solar cells makes it economically feasible to produce photovoltaic (PV) receivers on a large scale. This study aims at building a wavelength-tunable fiber laser in the range 1030- 1080 nm that can provide more than 50 W of optical power for harvesting energy with a PV receiver from a monochromatic light source, laser beam. For the characterization of the PV receivers, a custom built current-voltage (IV) measurement system has been designed and characterized by their efficiency at maximum power points (MPP) under different illuminations. Optimization on different monofacial and bifacial Passivated Emitter and Rear Contact (PERC) cells was done by simulation. They were fabricated and experimented with along Interdigitated Back Contact (IBC) cells. The goal was to find the optimal beam parameters and the receiver PV cell design with the highest efficiency.
Benzer Tezler
- Effect of wellbore conditions on the performance of underground gas-storage reservoirs
Yeraltı gaz depolama rezervuarlarının performansında kuyu koşullarının etkisi
ÖMER İNANÇ TÜREYEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ABDURRAHMAN SATMAN
- Erken Hristiyan ve ilk Bizans resim ve kabartma sanatında kaynak ve okullar (2 cilt)
Sources and school of painting and sculpture during the early Christian and first Byzantine period
AHMET MEHMET KİPMEN
- Le rapport des droits de l'homme au politique: Lefort et Rancière
İnsan haklarının politik-olan bağlantısı: Lefort ve Rancière
EYLEM YOLSAL MURTEZA
Doktora
Fransızca
2022
FelsefeGalatasaray ÜniversitesiFelsefe Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİYE KARABÜK KOVANLIKAYA
- Döviz kurunu belirleyen faktörler ve kur riski
Determination of foreign exchange rates and foreign exchange risk
MEHMET COŞKUN ÖZAVNİK
