OPERATINGTEMPERATURESOFTHESOLARCELLSUSED INTHECONCENTRATOR SYSTEM WITH RADIATING PLATES

Abstract

Dünya çevresinde yörüngede dönen uyduların enerji ihtiyacını karşılamak için bir yoğunlaşmalı güneş hücresi sistemi önerilmiştir. Cassegrain tipi bir yansıtıcı kullanılarak 124 defa yoğunlaştırılan güneş ışığı sistemde yer alan güneş hücrelerine yönlendirilmektedir. Artık ısı enerjisini uzaya aktarmak için güneş hücreleri bir radyasyon levhasına yapıştırılmaktadır. Radyasyon levhası yüzeyindeki sıcaklık dağılımını hesaplamak için yeni bir FAS çözücü geliştirilmiştir. Bu yeni FAS çözücü Newton yöntemi ile yapılan bir çözüm ile doğrulanmıştır. İlaveten, FAS çözücünün Newton yöntemine nazaran 92 kez daha hızlı çalıştığı gösterilmiştir. Takiben, radyasyon levhasının ısı transferi verimliliği hesaplanmıştır. Verimliliğin hücre sıcaklığına bağlı olarak 0.1 ile 0.02 arasında değiştiği görülmüştür. Daha sonra, güneş hücrelerinin çalışma sıcaklığını hesaplamak için bir enerji denge denklemi oluşturulmuştur. Enerji denge denklemi ve FAS çözücüsünü birlikte ardışık çalıştırarak, güneş hücresi çalışma sıcaklıkları farklı radyasyon levha kalınlıkları ve güneş hücresi verimlilikleri için başarı ile hesaplanmıştır. Güneş hücresi çalışma sıcaklıklarının 500 K ile 1000 K arasında değiştiği görüldü. Bu çalışmada, yoğunlaşma sistemlerinde yüksek verimli ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı güneş hücrelerinin kullanılması gerektiği belirlenmiştir. Örneğin 750 K çalışma sıcaklığı ve 3 mm kalınlığında bir radyasyon levhası için hücre verimliliğinin 70% olması gerekmektedir. Yüksek yoğunlukta ve yüksek sıcaklıkta çalışabilen güneş hücresi geliştirme projelerinden görülmektedir ki, gelecek nesil uydularda güneş hücresi yoğunlaştırma sistemlerinin kullanılması mümkün olacaktır