Fotovoltaik modüllerde yüzey sıcaklığının modül verimliliğine etkisi

Abstract

Fotovoltaik (PV) modüller güneş enerjisini kaynak olarak kullanarak elektrik enerjisi üretmektedirler. Modüllerin üretmiş olduğu elektrik enerjisi alıcı sistemin yapısına bağlı doğru akım veya alternatif akıma dönüştürülmektedir. PV modüller şebekeye bağlı veya şebekeden bağımsız çalışabilmektedir. Bunun için sistem bileşenlerine ihtiyaç duymaktadır. Bu nedenle PV sistemlerde modüllerden kaynaklı veya sistem bileşenlerinden kaynaklı verim düşüşüne neden olan birçok parametre bulunmaktadır. PV modüllerin performanslarını ve verimlerini etkileyen parametrelerden biri de modül sıcaklığının değişimidir. Test koşullarının üzerine çıkan çalışma sıcaklığı modüllerin verimlerini olumsuz etkilemektedir. Son yıllarda PV modüllerinin sıcaklığını kontrol etmek ve onları test koşullarına yakın tutmak için modüller üzerinde çok sayıda araştırma yapılmıştır. Bu çalışmalardan yola çıkarak çalışmamızda modül sıcaklıkları ve sıcaklığa bağlı modül verimleri incelenmiştir. Uygulanan yöntemlere göre modül sıcaklıklarının değişimleri ve sıcaklığın değişimine göre modül verimleri literatür taraması yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Sonuç olarak modül sıcaklığının düşürülmesi modül verimini arttırmaktadır. Modül çalışma sıcaklığının azaltılması modüllerde verimliliği %3 ile %15 arasında artırmaktadır. PV modüllerin modül sıcaklığını düşürmek için uygulanan yöntemlerin bir kısmı deneysel olarak uygulanabilir, fakat ticari olarak uygulanmasının ekonomik olmadığı bilinmektedir. Bu nedenle PV modüllerde sıcaklık kontrolü için seçilen yöntemin ekonomik olması ve sistem maliyetlerini olumsuz etkilememesi, yöntemin uygulanabilirliğini belirlemektedir.

Solar energy is an environmentally friendly and renewable energy source. Energy can be produced from this source with thermal and electrical applications. Photovoltaic (PV) applications are technologies that generate electrical energy from solar energy. The produced direct current can be used directly or by converting to alternating current. PV systems are systems that can be used with or without grid connection. In PV systems, there are many parameters that cause efficiency decrease due to modules or system components. One of these parameters is the increase of the module temperature. The operating temperature above the test conditions reduces the efficiency of the modules. A lot of research has been done in recent years to keep the temperature of PV modules under test conditions. Based on these research, module temperatures and temperaturedependent module efficiency have been examined in our study. As a result, lowering the module operating temperature increases the efficiency of the modules between 3% and 15%. Some of the methods applied to reduce the temperature of PV modules can be experimentally applied but are not economical to apply commercially. Being economical of the method chosen for module temperature control will ensure that the method is applicable in PV systems.