PV güneş enerjisi santrallerinin aktif rüzgâr yönünden yararlanarak soğutulması ve dizaynı
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET ATAMAN
Danışman: Nurullah Arslanoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sanayi tesisleri, enerji maliyetlerini düşürmek için çatı tipi PV santrallerine yönelmektedir. Bu sistemlerin verimli çalışabilmesi için panellerin sıcaklığını düşürmek kritik öneme sahiptir, çünkü yüksek sıcaklıklar PV panellerin verimliliğini azaltmaktadır. Bu çalışmada, Bursa'da bir fabrika çatısında kurulu 5,9 MW'lık PV santralde, panellerin rüzgâr etkisiyle soğutulması incelenmiştir. Yaz döneminde yapılan meteorolojik ve sıcaklık ölçümleri, rüzgârın panel sıcaklığını düşürdüğünü göstermiştir. Rüzgâr yönünden bağımsız olarak yapılan değerlendirme de rüzgâr hızı farklarının 1 m/s'nin üzerine çıktığı durumlarda PV panellerdeki soğuma etkisinin 3 - 7 °C aralığında olduğunu göstermektedir. Rüzgâr hızının yanı sıra, yön etkisi de analiz edilmiş ve bölgedeki hâkim rüzgârların kuzey, kuzeydoğu ve doğu yönlerinden estiği belirlenmiştir. Bu rüzgârların panellere arkadan, 45° açıyla arkadan ve yandan çarptığı tespit edilmiştir. Üç farklı çatı modeli üzerinde yapılan HAD analizlerinde, rüzgâr hızının 2 m/s, ortam sıcaklığının 30 °C ve güneş ışınımının 800 W/m2 olduğu analiz sonuçları, aynı çevresel şartlardaki deneysel ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, rüzgâr arkadan geldiğinde çatı geometrisinin etkisiyle akış bozulmuş ve rüzgârın soğutma etkisi azalmıştır. Bu nedenle, arka rüzgâr durumunda panel sıcaklıkları 60 °C'ye yaklaşırken, 45° açıyla arkadan gelen rüzgâr durumunda 52 °C'ye, yan rüzgâr durumunda ise 50 °C'ye düştüğü tespit edilmiştir. Yan rüzgâr durumunda en düşük panel sıcaklıkları elde edilmesine rağmen, rüzgâr akış yönünde panel sıcaklıklarının arttığı gözlemlenmiştir. Panel sıralarının uzunluğu arttıkça, sıcaklıkların daha da yükselme potansiyeline sahip olduğu görülmüştür. Bu sonuçlar, PV santral tasarımı sırasında, rüzgâr hızının yüksek olduğu alanların tercih edilmesi ve rüzgârın tüm PV dizilerine ulaşmasını sağlayacak uygun santral konfigürasyonlarının oluşturulması gerektiğini göstermektedir.