HEAT CONVECTION ANALYSIS IN PHOTOVOLTAIC (PV) PANEL

Abstract

ÖZET

Bu çalışmada; çevre sıcaklığını ve güneş ışınımını dikkate almak suretiyle, polikristal bir fotovoltaik panelde, panel arkası hava hızının soğutmaya etkisi incelenmiştir. Panellerin soğutulması; panel arkası sıcaklığının azalmasına ve böylece açık-devre geriliminin artmasına neden olmaktadır. Çevre havası sıcaklığından ve güneş ışınımından kaynaklanan panel sıcaklığı artışı, panellerdeki en önemli kayıpları oluşturur. Çalışmada; 0-5 m/s hava hızları ve 10-40 ºC çevre sıcaklıkları için, panel arkası sıcaklığının değişimleri ve ayrıca, farklı panel arkası sıcaklıklarını, farklı panel arkası hava hızlarını ve farklı çevre havası sıcaklıklarını dikkate almak suretiyle, panel yüzeyinden olan ısı transferi incelenmiştir. Çevre havası ile panel arkası yüzeyi arasındaki farklı sıcaklık farklarının ısı transfer katsayısına etkisi hava hızınınkinden daha azdır. Çevre havası sıcaklığının 10-40 ºC ve hava hızının 5 m/s olduğu durumlar için, polikristal güneş panelinin ısı transfer katsayısı 11,6 W/m2K olarak belirlenmiştir. Hesaplamalara göre; kış hava koşulları altında, panellerin sıcaklıkları soğutmanın gerekli olduğu bir seviyeye ulaşmamaktadır.

ABSTRACT

In this study, regarding the ambient temperature and the solar radiation, on a polycrystalline photovoltaic panel, the effect of rear-panel air velocity on cooling has been searched. Cooling the panels causes the rear-panel temperature to drop and thus the open-circuit voltage to increase. Panel temperature increase, caused by the ambient air temperature and solar radiation, accounts for the most significant losses in the panels. In this study; for air velocities of 0-5 m/s and ambient temperatures of 10-40 ºC, changes of rear-panel temperature have been investigated and also, regarding varying rear-panel temperatures, varying rear-panel air velocities and varying ambient air temperatures, the heat transfer from the panel surface has been searched. The effect of various temperature differences between ambient air and rear-panel surface on the heat transfer coefficient is less than that of air velocity. For the situations in which ambient air temperature is 10-40 ºC and air velocity is 5 m/s, the heat transfer coefficient of the polycrystalline solar panel has been determined as 11,6 W/m2K. According to the calculations; under weather conditions of winter, panels’ temperatures don’t reach to a level in which the cooling is necessary.