Güneş panelleri için hibrit (su-hava) soğutma sisteminin incelenmesi ve tasarımı
Investigation and design of hybrid (water-air) cooling system for solar panels
- Tez No: 964744
- Danışmanlar: DOÇ. DR. METİN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Günümüzde artan enerji ihtiyacı ve çevresel kaygılar, yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini giderek artırmaktadır. Bu kaynaklar arasında güneş enerjisi, sürdürülebilirliği ve çevre dostu yapısıyla öne çıkmaktadır. Sıcaklığın PV performansını sınırlayan başlıca etkenlerden biri olduğu kabulüyle, SolidWorks tabanlı hibrit (su-hava) soğutma mimarisi, 60 hücreli 235 W polikristal PV modül için tasarlanmış; etkileri MATLAB/Simulink ortamında hem bir yaz günü (28/07/2025) hem de 2024 yıllık senaryosu üzerinden değerlendirilmiştir. Günlük senaryoda hibrit sistem, en yüksek panel sıcaklığını yaklaşık 52,6 °C'den 43,1 °C'ye düşürmüş; toplam günlük üretimi 2042 Wh'dan 2144 Wh'e yükselterek yaklaşık %5 artış sağlamıştır. Yıllık ölçekte ise hibrit konfigürasyon, toplam üretimi 550356 Wh'dan 598644 Wh'a çıkararak yaklaşık %8,8 ek üretim elde etmiş; yıllık ortalama verimlilik %17,13'ten %18,30'a yükselmiştir. Hibrit yapıda fanların ön-soğutması nedeniyle pompa daha seyrek devreye girmiş, böylece istenen soğutma korunurken işletme yükü de sınırlanmıştır. Ekonomik değerlendirmede, hibrit sistemin yıllık net enerji kazancı 47,168 kWh ve net geliri 122,17 TL/yıl olarak hesaplanmıştır. Bu termal yönetim yaklaşımı, yalnızca anlık sıcaklık düşüşü sağlamakla kalmamış; yıl boyunca termal dengeyi iyileştirerek enerji üretimi ve verimliliği anlamlı ölçüde artırmış, termal gerilmeyi ve bileşen yıpranmasını azaltarak sistem ömrünü uzatmaya katkıda bulunmuştur. Sonuç olarak, SolidWorks-tabanlı tasarım ve Simulink modellemeleri, hibrit (su-hava) soğutmanın hem teknik hem de ekonomik açıdan uygulanabilir ve sürdürülebilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The increasing global energy demand and environmental concerns have significantly enhanced the importance of renewable energy sources. Among these, solar energy stands out due to its sustainability and environmentally friendly nature. Considering that temperature is one of the main factors limiting PV performance, a SolidWorks-based hybrid (water–air) cooling architecture was designed for a 60-cell, 235 W polycrystalline PV module, and its effects were evaluated in MATLAB/Simulink for both a summer day scenario (28/07/2025) and a full-year scenario for 2024. In the daily scenario, the hybrid system reduced the maximum panel temperature from approximately 52.6 °C to 43.1 °C, increasing total daily output from 2042 Wh to 2144 Wh, representing about a 5% gain. On an annual scale, the hybrid configuration increased total production from 550,356 Wh to 598,644 Wh, achieving about 8.8% additional output, while the average annual efficiency rose from 17.13% to 18.30%. Due to the pre-cooling effect of the fans, the pump operated less frequently, maintaining the desired cooling while limiting operational load. The economic evaluation indicated an annual net energy gain of 47.168 kWh and a net revenue of 122.17 TL/year for the hybrid system. This thermal management approach not only provided an instant reduction in temperature but also improved thermal stability throughout the year, thereby enhancing energy production and efficiency while reducing thermal stress and component wear, ultimately extending system lifespan. In conclusion, the SolidWorks-based design and Simulink simulations demonstrated that hybrid (water–air) cooling offers a technically and economically viable and sustainable solution.
Benzer Tezler
- 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
- Batman şartlarında fotovoltaik panellerde verim arttırma yöntemleri
Efficiency increasing methods in photovoltaic panels under Batman conditions
CİHAD FİDAN
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN DURMUŞ
- Analysis of hybrid wind-solar power plant for itu Ayazaga Campus
İTÜ Ayazağa Yerleşkesi için rüzgar/güneş hibrit güç santralı analizi
NIMA JAFARZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BURAK BARUTÇU
- Design of hybrid solar wind system for sustainable energy storage: A case study Rutba city
Sürdürülebilir enerji depolaması için hibrit güneş rüzgar sisteminin tasarımı: Rutba şehiri örnek çalışması
AHMED BASEM MOHAMMD ALDULAEMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK YAVUZ
- 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
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT SÜNTER