SÜRDÜRÜLEBİLİR BİLİM ARAŞTIRMALARI PROJE YARIŞMASI - ÖRNEK POSTER
Güneş panellerinde sıcaklık arttıkça elektrik üretim verimi düşebilir. Özellikle yaz aylarında panel yüzey sıcaklığı yükselerek performans kaybına neden olur. Literatürde pasif ve aktif soğutma yöntemleri araştırılmış; su bazlı sistemlerin maliyeti düşük ve uygulanabilirliği yüksektir.
Soğutma yaklaşımı, aynı panelle daha yüksek enerji üretimi ve maliyet avantajı sağlayabilir. Bu çalışma, düşük maliyetli soğutma çözümünün yaygınlaştırılması açısından önemlidir.
Hipotez: Panel arkasına entegre su bazlı soğutma uygulandığında panel sıcaklığı azalır ve verim artar.
Çalışmada kontrol paneli ile soğutmalı panel karşılaştırılmış; sıcaklık ve üretim değerleri belirli aralıklarla ölçülmüştür. 3 aylık test sürecinde her iki panelin performansı kaydedilmiştir.
- Güneş enerjisi panellerinin verimliliğini artırarak enerji üretim maliyetini düşürmek
- Yenilenebilir enerji sektörüne katkı sağlamak ve sürdürülebilir çözümler geliştirmek
- Yüksek sıcaklıklarda panel performans düşüşünü minimize etmek
- Düşük maliyetli, kolay uygulanabilir ve yaygınlaştırılabilir bir soğutma sistemi tasarlamak
- Karbon ayak izini azaltarak çevre dostu enerji üretimine katkıda bulunmak
| Sıcaklık düşüşü | 15–20°C |
| Verim artışı | %20–25 |
| Geri dönüş süresi | ≤ 1 yıl |
| Prototip maliyeti | ≈ 500 TL |
Şekil 1: Deney düzeneği
- Deney Düzeni: 2 adet 100W panel (kontrol + soğutmalı)
- Soğutma Sistemi: Su bazlı dolaşım, 5 L/dk
- Ölçüm: Sıcaklık sensörü (±0.1°C) ve güç ölçer
- Süre: 3 ay, günlük ölçüm
Şekil 2: Veri toplama ve analiz süreci
- Test Ortamı: Açık hava (çatı), doğrudan güneş ışığı alımı
- Konum: Aynı yüzey, eşit eğim açısı, yan yana yerleşim
- Kayıt: Arduino veri toplama sistemi, otomatik kayıt
- Kontrol: Hava sıcaklığı, güneş radyasyonu, rüzgar hızı
Deney, aynı koşullarda çalışan kontrol ve soğutmalı iki panel üzerinden yürütülmüştür.
Şekil 3: Kontrol ve soğutmalı sistem verimlilik karşılaştırması (%)
- Ana Bulgu 1: Panel sıcaklığı ortalama 17.8°C düşürüldü
- Ana Bulgu 2: Elektrik üretim verimi %24.6 arttı
- Ana Bulgu 3: En yüksek fark öğle saatlerinde (12:00–14:00) gözlendi
- Ana Bulgu 4: Sistem maliyeti 6-8 ayda kendini amorti etti
• Ortalama sıcaklık düşüşü: 17.8°C
• Ortalama verim artışı: %24.6
• Ölçüm sayısı: n = 90
• En yüksek fark: Öğle saatleri
• En düşük fark: Bulutlu günler
• Sistem kararlı çalıştı
| Parametre | Değer |
|---|---|
| Panel Gücü | 100W (polikristal) |
| Su Akış Hızı | 5 L/dk |
| Pompa Gücü | 12W (DC) |
| Ölçüm Aralığı | 10 dakika |
| Test Süresi | 3 ay (Ocak-Mart) |
| Hassasiyet | ±0.1°C |
Ölçümler 3 ay boyunca her 10 dakikada bir alınmıştır.
- Geliştirilen su bazlı soğutma sistemi, güneş paneli verimliliğini önemli ölçüde artırmıştır (%25 ortalama artış)
- Sistem düşük maliyetli (yaklaşık 500 TL) ve kolay uygulanabilir olduğu için yaygın kullanıma uygundur
- Yüksek sıcaklıklarda sistem performansı daha belirgin hale gelmektedir (özellikle yaz aylarında)
- Enerji üretim maliyeti önemli ölçüde düşürülerek sürdürülebilir enerji hedeflerine katkı sağlanmıştır
- Gelecek Çalışmalar: Sistemin otomatik kontrol mekanizması ile geliştirilmesi, farklı iklim koşullarında test edilmesi ve faz değişimli malzeme (PCM) entegrasyonunun araştırılması planlanmaktadır
- Smith, J., & Johnson, A. (2023). Solar Panel Efficiency and Temperature Effects. Renewable Energy Journal, 45(3), 234-248.
- Chen, L., et al. (2024). Water-Based Cooling Systems for Photovoltaic Panels: A Review. Solar Energy, 198, 112-128.
- Yılmaz, M., & Demir, K. (2023). Türkiye'de Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Verimlilik Artırma Yöntemleri. Enerji ve Çevre Dergisi, 12(2), 45-62.
- International Energy Agency (IEA). (2024). Solar PV Technology Report. IEA Publications.
- Kumar, R., & Patel, S. (2023). Cost-Benefit Analysis of Cooling Systems in Solar Installations. Energy Economics, 89, 345-359.