Detection of photovoltaic panel faults with thermal camera and UV led
Yükleniyor...
Tarih
2020
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Aksaray Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
In this thesis, hot spot failures, panel surface fractures, and yellowing problems on 40 Watt polycrystalline photovoltaic (PV) panel were analysed through indoor laboratory experiments and outdoor fieldwork. The outdoor field tests were performed with a 40 Watt PV panel on a clear and sunny day in the garden of Ortaköy Vocational School of Aksaray University. It is observed that the output power value of the panel decreases in the open circuit fault which was created by disconnecting the series-connected cells within the panel. In addition to the observed change in the power value, temperature increase value due to broken glass surfaces and disconnected cells on the panel was observed with a thermal camera. In the indoor laboratory experiments, artificial shading and yellowing parts detection studies were performed with UV LED and photodiode which is designed as a rectangular prism and placed at 45-degree angles. To perform these works on the photovoltaic (PV) panel, the user interface was developed and the graphical values of the manually scanned panel were plotted on the screen. Besides, colour changes on the PV panel were tried to be determined at different spectrum values. Blue, green, yellow and red LED have been used to do this. It is understood from the figure that the blue led spectrum is most effective method to obtain PV diagnosis. According to the results obtained, colour changes on the PV panel could not be obtained in colours other than blue. Additionally, common faults in PV systems which are shading situation, line to line faults, panel soiling problem, increasing resistance value problem between panels, problems caused by bird droppings or tree leaves and branches, and the effect of temperatures on the photovoltaic (PV) panels were simulated, analysed, and P-V and I-V graphics of the panels were drawn.
Bu tez çalışmasında 40 Watt gücündeki polycristal fotovoltaik (FV) panellerde hot spot arızaları, panel yüzey kırıkları, sararma problemleri iç ortam laboratuvar deneyleri ve dış ortam saha deneyleri ile incelenmiştir. Dış ortam deneyleri, Aksaray Üniversitesi, Ortaköy Meslek Yüksek Okulu bahçesinde 40 Watt gücündeki fotovoltaik (FV) panel ile havanın açık ve güneşli olduğu bir günde gerçekleştirilmiştir. Panel içindeki seri bağlı hücrelerin bağlantısı kesilerek oluşturulan açık devre hatasında panelin çıkış güç değerinin düştüğü gözlemlenmiştir. Güç değerindeki değişimin yansıra panel üzerindeki kırılmış cam yüzeyleri ve bağlantısı kesilmiş hücrelerden kaynaklı sıcaklık artış değeri Termal kamera ile gözlemlenmiştir. İç ortam laboratuvar deneylerinde, bir kutu dikdörtgen prizması şeklinde tasarlanan ve 45 derecelik açılarla yerleştirilen UV LED ve foto diyot ile yapay gölgeleme ve sarı bölge tespit çalışmaları yapılmıştır. Fotovoltaik (FV) panel üzerinde bu çalışmaları gerçekleştirmek için kullanıcı ara yüzü geliştirilmiş ve el ile taranan panelin grafik değerleri ekrana çizdirilmiştir. Bununla birlikte farklı dalga boylarına sahip LED ışık kaynakları (mavi, yeşil, kırmızı ve sarı) ile panel üzerindeki renk değişimleri tespit edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en etkili yöntemin mavi led ile panel üzerindeki renk değişiminin tespiti olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca mavi led dışında kalan renklerin hata tespitinde etkili olmadığı grafiklerde gözlemlenmiştir. Bu çalışmaların yanında PV sistemlerde sıklıkla karşılaşılabilecek hatalar; gölgelenme durumu, bağlantı hataları, panel üstü kirlenme sorunu, yıllar geçtikçe paneller arasında artan direnç değer problemi, kuş pisliklerinden veya ağaç yaprak ve dallarından kaynaklanan problemler ile sıcaklıkların fotovoltaik (FV) paneller üzerindeki etkisi ön benzetim programları senaryolaştırılmış ve panellerin P-V ve I-V grafikleri çizdirilmiştir.
Bu tez çalışmasında 40 Watt gücündeki polycristal fotovoltaik (FV) panellerde hot spot arızaları, panel yüzey kırıkları, sararma problemleri iç ortam laboratuvar deneyleri ve dış ortam saha deneyleri ile incelenmiştir. Dış ortam deneyleri, Aksaray Üniversitesi, Ortaköy Meslek Yüksek Okulu bahçesinde 40 Watt gücündeki fotovoltaik (FV) panel ile havanın açık ve güneşli olduğu bir günde gerçekleştirilmiştir. Panel içindeki seri bağlı hücrelerin bağlantısı kesilerek oluşturulan açık devre hatasında panelin çıkış güç değerinin düştüğü gözlemlenmiştir. Güç değerindeki değişimin yansıra panel üzerindeki kırılmış cam yüzeyleri ve bağlantısı kesilmiş hücrelerden kaynaklı sıcaklık artış değeri Termal kamera ile gözlemlenmiştir. İç ortam laboratuvar deneylerinde, bir kutu dikdörtgen prizması şeklinde tasarlanan ve 45 derecelik açılarla yerleştirilen UV LED ve foto diyot ile yapay gölgeleme ve sarı bölge tespit çalışmaları yapılmıştır. Fotovoltaik (FV) panel üzerinde bu çalışmaları gerçekleştirmek için kullanıcı ara yüzü geliştirilmiş ve el ile taranan panelin grafik değerleri ekrana çizdirilmiştir. Bununla birlikte farklı dalga boylarına sahip LED ışık kaynakları (mavi, yeşil, kırmızı ve sarı) ile panel üzerindeki renk değişimleri tespit edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en etkili yöntemin mavi led ile panel üzerindeki renk değişiminin tespiti olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca mavi led dışında kalan renklerin hata tespitinde etkili olmadığı grafiklerde gözlemlenmiştir. Bu çalışmaların yanında PV sistemlerde sıklıkla karşılaşılabilecek hatalar; gölgelenme durumu, bağlantı hataları, panel üstü kirlenme sorunu, yıllar geçtikçe paneller arasında artan direnç değer problemi, kuş pisliklerinden veya ağaç yaprak ve dallarından kaynaklanan problemler ile sıcaklıkların fotovoltaik (FV) paneller üzerindeki etkisi ön benzetim programları senaryolaştırılmış ve panellerin P-V ve I-V grafikleri çizdirilmiştir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Fotovoltaik Panel, Fotovoltaik Panel Hataları, UV, Termal Denetim
