Fotovoltaik Modüllerin Atık Isılarından Termoelektrik Jeneratör İle Elektrik Üretimi


Creative Commons License

Kayabaşı R. , Kaya M.

European Journal of Science and Technology, cilt.2019, ss.310-324, 2019 (Hakemli Üniversite Dergisi)

  • Cilt numarası: 2019 Konu: 16
  • Basım Tarihi: 2019
  • Doi Numarası: 10.31590/ejosat.562859
  • Dergi Adı: European Journal of Science and Technology
  • Sayfa Sayısı: ss.310-324

Özet

Günümüz teknolojilerinin temelini enerji ve enerji kaynakları oluşturmaktadır. Gelişmiş dünya ülkeleri, enerji kaynaklarına sahip olmak ve enerji teknolojilerini geliştirmek için yarış halindedir. Ayrıca enerjinin verimli kullanılmasını sağlamak bu ülkelere çevresel ve ekonomik olarak avantaj sağlamaktadır. Enerjinin üretimi ve tüketimi esnasında, kaynakların bir kısmı atık ısı olarak alıcı ortama bırakılmaktadır. Endüstride birçok atık ısı kaynağı bulunmaktadır. Atık ısı kaynaklarının sahip olduğu enerjiyi işe dönüştürmek için araştırma geliştirme faliyetleri artarak devam etmektedir. Atık ısı kaynaklarından biri fotovoltaik modüllerin yüzeylerinde biriken ısı enerjisidir. Fotovoltaik modüllerde biriken ısı enerjisi modüllerin verimlerini düşürmektedir. Ayrıca yüksek sıcaklık fotovoltaik modüllerin verimli çalışma sürelerini azaltmaktadır. Bu çalışmada fotovoltaik modüllerin yüzeyinde biriken ısı enerjisi faz değiştiren madde kullanılarak çekilmiştir. Fotovoltaik modüllerden çekilen ısı enerjisi termoelektrik jenaratörün çalıştırılmasında kullanılmıştır. Fotovoltaik modüllerin yüzey sıcaklığı deneyler esnasında maksimum 90ᵒC’ye ulaşmaktadır. Fotovoltaik modüllere uygulanan ısı borusu ve faz değiştiren madde ile modül yüzeyi 30ᵒC sıcaklığa kadar soğutulabilmektedir. Sonuç olarak fotovoltaik modülün sıcaklığı sabit tutulmakta ve bu nedenle modül verimleri artmaktadır. Termoelektrik modülün yüzey sıcaklıklarına bağlı olarak termoelektrik jeneratörlerde elektrik üretimi yapılmaktadır. Yüzeyler arasında sıcaklık farkı arttıkça ölçülen gerilim değerleri artış göstermektedir. Termoelektrik modül yüzey sıcaklığı 80ᵒC ulaştığında 7.80V elektrik enerjisi üretilmektedir. Termoelektrik jeneratörden üretilen güç sıcaklık farkına bağlı olarak 5W olarak belirlenmiştir. Termoelektrik jenaratörün yüzeylerinden biri atık ısı ile ısıtılırken, diğer yüzeyi tabii ve cebri olarak havayla soğutulmaktadır. Cebri olarak soğutulan termoelektrik jeneratörün yüzeyleri arasında 51ᵒC sıcaklık farkı oluşrurken, doğal olarak soğutulan termoelektrik jeneratörün yüzeyleri arasında 26ᵒC sıcaklık farkı oluşmaktadır. Atık ısı kaynaklı termoelektrik jeneratör kullanılarak, elektrik enerjisi üretilmektedir. Sistem hibrit olarak çalıştığı için toplam verim artmaktadır.