Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Bülent Gültekin Akınoğlu
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Özet:
Yeni nesil fotovoltaik güneş pillerinin veriminin artmasıyla birlikte yoğunlaştırılmış güneş ışığından elektrik enerjisi üretimi daha rekabetçi hale gelmiş ve Yoğunlaştırılmış Fotovoltaik (YFV) sistemlerinin araştırma ve geliştirmeleri ivme kazanmıştır. YFV sistemlerinde konsantrasyonun neden olduğu yüksek radyasyon, fotovoltaik hücrelerinin yüksek sıcaklıklara çıkmasına neden olur, ve açık devre geriliminin düşmesine bağlı olarak pil verimi düşer. Verim kaybını azaltmak için YFV sistemlerine termal soğutma bileşenleri entegre edilerek elektrik ile birlikte çeşitli amaçlar için kullanılabilecek ısı üretimi de sağlanabilir. Bu tür hibrit tasarımlara Yoğunlaştırılmış Fotovoltaik Termal sistemler adı verilmektedir. Parabolik oluklu kolektörler, çizgi odaklı yoğunlaştırılmış sistemler olup, solar ısı üretimi konusunda yerleşmiş teknolojilerden biridir. Bu çalışmada, yüksek verimli Silikon fotovoltaik hücreleri alıcı boruya entegre eden yeni bir Parabolik Oluklu Fotovoltaik Termal (POFV-T) hibrit sistem incelenmiştir. Bu amaçla iki aşamalı bir modelleme uygulanmıştır. POFV-T sistem alıcısının küçük bir bölümündeki ısı transferi olgusunun incelendiği yerel bir model kurulmuştur. Bu aşamada POFV-T sistem, sistemden gelen girdiler ve değişen çevre koşulları ile COMSOL Multiphysics'te modellenmiştir. Daha sonra, yerel modelden elde edilen sonuçlar, büyük ölçekli bir POFV-T tesisinin üretim çıktılarının farklı koşullar için hesaplandığı küresel bir modele entegre edilmiştir. Küresel modelin sonuçları, büyük ölçekli POFV-T tesislerin performanslarına ilişkin bilgiler sağlayacaktır. Performans tahminlerinin POFV-T sistemlerin hızlı tekno-ekonomik fizibilite analizlerine katkı sağlaması amaçlanmaktadır.