Fotovoltaik - Termal (PV / T) Sistemin Sayısal (CFD) ve Deneysel Analizi

Abstract

Yenilenebilir enerji kaynakları; rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, biokütle enerjisi, hidrolik enerji ve jeotermal enerji olarak genelleştirilebilir. Ancak güneş enerjisi bu enerji türlerinin dolaylı olarak tetikleyicisidir. Aynı zamanda güneş sisteminde enerjinin temel kaynağı olarak kabul edilmektedir. Güneş enerjisi konusundaki çalışmalar ısıl ve fotovoltaik olarak iki genel gruba ayrılabilir. Fotovoltaik sistemler üzerine yapılan verim artırma çalışmaları da hücrelerin kristal yapısı ve fotovoltaik sistemlerle termal sistemlerin birleştirilmesi sonucu ortaya çıkan PVT (Photovoltaic/Thermal) sistemleri olarak iki grupta incelenebilir. Bu çalışmada güneş enerjisi uygulamaları içerisinde en dikkat çeken sistem olan fotovoltaik sistemlerin, yapay güneş ışınımı akısı altında(900 W/m2), PVT sistemi olarak dizayn edilerek, çalışma rejimi sırasındaki ısıl ve elektriksel performansı incelenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) analizleri sonucu ortaya çıkan veriler ile kıyaslanarak doğruluğu teyit edilmiştir. 3 farklı hava hızında (3 m/s, 4 m/s, 5 m/s) ve 2 farklı yüzey konfigürasyonunda deneyler yapılmıştır. Isı transfer elemanı olarak bakır kanatçıklar kullanılmıştır. Sonuç olarak fotovoltaik panelin elektriksel ve termal veriminin aktif soğutma yapılarak nasıl iyileştirildiği ortaya konulmuştur.