Termal enerji eldesi için soğutucu bileşenli konsantre fotovoltaik sistem - termal modelleme
Concentrated photovoltaic system with a cooling component to extract thermal energy -thermal modeling
- Tez No: 901988
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT GÜLTEKİN AKINOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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.
Özet (Çeviri)
With the increase in the efficiency of the new generation photovoltaic solar cells, electrical power production from concentrated sunlight has become more competitive, and research and development of Concentrated Photovoltaic (CPV) systems has gained momentum. In CPV systems, high intensity radiation caused by concentration heats the photovoltaic cells to high temperatures, thus causing a reduction in electrical efficiency due to a drop in open-circuit voltage. To remedy the efficiency loss, a thermal cooling component can be integrated to CPV systems that can also produce heat to be utilized for other purposes. Such hybrid designs are named Concentrated Photovoltaic Thermal systems. Parabolic trough collectors are line focusing concentrated systems, and one of the most established technologies on solar heat production. In this study, a novel Parabolic Trough Photovoltaic Thermal (PTPV-T) system integrating high efficiency Si photovoltaic cells is investigated. To this aim, a two-stage modelling is implemented. A local model where the heat transfer phenomena in a small section of the PTPV-T system receiver is investigated, is established. At this stage, the PTPV-T system is modelled in COMSOL Multiphysics with inputs from the system and varying environmental conditions. Then, the results from the local model are integrated to a global model where output of a large scale PTPV-T plant is calculated for different conditions. The results of the global model will provide insights to large scale PTPV-T plant performances. The performance estimates are aimed to contribute to rapid techno-economic feasibility analyses of PTPV-T systems.
Benzer Tezler
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Development of novel thermal conductive polymer nanocomposites
Yeni nesil termal iletken polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi
ELİFTEN SEMERCİ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
DOÇ. DR. TUBA ERDOĞAN BEDRİ
- Hidrojen redüksiyon yöntemi ile LaFeSi temelli manyetokalorik malzeme üretimi
LaFeSi based magnetocaloric material production by hydrogen reduction method
SEMİH ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Mikro kriyojenik soğutucu tasarımı
Development of a microscale cryogenic device
BERKAY HALVAŞİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Effect of grain boundary & interface modification on thermoelectric properties at high temperature
Tane sınırı ve arayüz modifikasyonun yüksek sıcaklık termoelektrik özelliklerine etkisi
PINAR KAYA
Doktora
İngilizce
2017
EnerjiAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET TURAN
PROF. DR. JOACHIM MAIER