AI Summary & Key Takeaways
AI InsightTherefore, it has been determined that losses due to irreversibility in photovoltaic systems are over 70% even in the morning hours when exergy efficiency is highest.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Exergy analysis is important in determining the quality of energy and losses in a system based on irreversibility. Exergy is the ability to produce work. It can be defined as the maximum theoretical useful work that can be obtained from the system between the initial state and the dead state. It is possible to perform exergy analysis for all energy conversion systems because it is a measure of quality as well as quantity. In photovoltaic systems, the electricity produced (converted) by the solar panel gives the exergy value produced by the system. Heat is also generated during electricity production. The heat generated creates exergy losses due to irreversibility. In this study, the energy and exergy efficiencies of the photovoltaic solar power plant located in Kayseri, Türkiye with a peak power of 1.21 MW, were tried to be determined by using the actual production values in the June-August periods (in 2017), when solar energy is intense. Values were obtained monthly between 08:00 AM-20:00 PM on a five-day test. The actual production values obtained are: the electrical power produced by the facility, solar radiation and average environment temperature. Afterwards, energy and exergy analysis of the facility was performed based on the obtained values. Although the energy efficiency was above 25% in June and July, the highest exergy efficiency values in the same months were 27.7% and 28.7% respectively, and the highest was 25.7% in August. Therefore, it has been determined that losses due to irreversibility in photovoltaic systems are over 70% even in the morning hours when exergy efficiency is highest.
Özet
Ekserji analizi, enerji kalitesinin ve tersinmezliklere bağlı olarak bir sistemde oluşan kayıpların belirlenmesi noktasında önemlidir. Ekserji iş üretebilme kabiliyetidir. Başlangıç halinden ölü hale ulaşıncaya kadar, sistemden elde edilebilecek maksimum teorik yararlı iş olarak tanımlanabilir. Enerjiyi dönüştüren tüm sistemler için ekserji analizi gerçekleştirmek mümkündür. Zira ekserji miktarla beraber niteliğin de bir ölçüsüdür. Fotovoltaik sistemlerde güneş paneli tarafından üretilen (dönüştürülen) elektrik, sistemin ürettiği ekserji değerini vermektedir. Elektrik üretimi sırasında ısı da oluşmaktadır. Oluşan ısı, tersinmezliklerden kaynaklı olarak ekserji kayıplarını oluşturmaktadır. Bu çalışmada pik gücü 1,21 MW olan ve Kayseri’de kurulan fotovoltaik güneş santralinin gerçek üretim değerleri kullanılarak güneş enerjisinin yoğun olduğu, Haziran-Ağustos dönemlerindeki (2017 yılı), enerji ve ekserji verimleri belirlenmeye çalışılmıştır. Değerler aylık olarak 5’er günlük test günlerindeki 08:00-20:00 zaman diliminde elde edilmiştir. Elde edilen gerçek değerler: tesisin ürettiği elektrik (gücü), güneş ışınımı ve ortalama çevre sıcaklığıdır. Sonrasında bunlara bağlı olarak tesisin enerji ve ekserji analizi gerçekleştirilmiştir. Enerji verimi Haziran ve Temmuz aylarında %25’in üzerine olduğu halde aynı aylardaki ekserji verim değerleri en yüksek % 27,7 ve % 28,7, Ağustos ayında ise en yüksek % 25,7 olarak elde edilmiştir. Dolayısıyla fotovoltaik sistemlerdeki tersinmezliklerden dolayı oluşan kayıpların, ekserji veriminin en yüksek olduğu sabah saatlerinde bile % 70’ in üzerinde olduğu tespit edilmiştir.