Konsantrasyonlu Fotovoltaik Termal Bir Sistemde Soğutucu Akışkan Tipi ve Kanal Geometrisinin Elektriksel Verim ve Isıtma Kapasitesine Etkisi

Abstract

Özet – Günümüzde gelişen teknolojiyle birlikte artan sera gazı emisyonları ve küresel ısınma problemleri yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını önemli ölçüde artırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerji, biyokütle enerjisi ve hidrojen enerjisi olarak sınıflandırılabilir. Güneş enerjisi büyük ölçüde ısıl radyasyon yayması, temiz ve sınırsız olması bakımından yenilenebilir enerji kaynakları arasında çok önemli bir yere sahiptir. Konsantrasyonlu fotovoltaik termal sistemler (KFVT) güneş enerjisinden elektrik ve ısıl enerji elde edilmesinde kullanılan cihazlardan bir tanesidir. KFVT sistem ile güneş enerjisi direkt olarak elektriğe çevrilmekte ve bu sırada fotovoltaik modül üzerinde oluşan atık ısıdan akışkanların ısıtılmasında faydalanılmaktadır. Bu çalışmada bir KFVT sistemde farklı akışkan kullanılması ve kanal geometrisinin değiştirilmesi durumunda oluşan elektrik üretimi ve ısı kapasitesi termodinamik olarak incelenmiştir. KFVT sistem dikdörtgen bir akışkan kanalına sahip olup dikdörtgen kanalın en/boy oranı değiştirilerek elde edilen modül sıcaklıkları, elektrik üretimi ve akışkan sıcaklıkları birbiri ile karşılaştırılmıştır. Isı transfer akışkanı olarak organik soğutucular kullanılmıştır. Akışkanların değişken termofiziksel özellikleri sistemin elektriksel verimini ve atık ısı miktarını farklı oranlarda etkilemiştir. Termodinamik analizler sonucu elde edilen bulgular elektrik üretimini, modül sıcaklılarını, akışkan çıkış sıcaklıklarını ve sistem verimini içeren grafikler halinde sunulmuştur.