Design and performance analysis of an off-grid PV system for driving an induction motor-based water pump
İndüksiyon motorlu su pompası tahrık eden şebekeden bağımsız (off-grıd) fotovoltaık (PV) sıstemın tasarımı ve performans analızı
- Tez No: 1002047
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABBAS UĞURENVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik Sistem, MPPT, PID Kontrol, PandO Algoritması, Asenkron Motor, Su Pompalama, Photovoltaic System, MPPT, PID Control, PandO Algorithm, Induction Motor, Water Pumping
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, şebekeden bağımsız tarımsal alanlarda sulama amacıyla kullanılan santrifüjlü bir su pompasını tahrik eden 4 kW gücünde üç fazlı bir asenkron motoru beslemek üzere tasarlanan bağımsız bir güneş enerjili fotovoltaik (PV) sistemin tasarımı, simülasyonu ve performans analizi sunulmaktadır. Önerilen sistem; 5.5 kW kapasiteli bir PV dizi, Perturb and Observe (PandO) algoritmasını kullanan maksimum güç noktası takibi (MPPT) özellikli bir DC-DC yükseltici dönüştürücü, üç fazlı gerilim kaynaklı evirici (VSI) ve 4 kW gücünde bir asenkron motordan oluşmaktadır. MPPT algoritması, 500–1000 W/m² aralığındaki değişken ışınım koşulları altında %95'in üzerinde verimlilik sağlamaktadır. Hız ileri beslemeli V/f skaler kontrol yöntemi kullanılarak DC bağlantı gerilimi 650 V seviyesinde sabit tutulmuş, sensör ihtiyacı ve sistem karmaşıklığı azaltılmıştır. Başlangıç akımını sınırlandırmak amacıyla yumuşak yol verme tekniği uygulanmış ve motor ömrünün uzatılması hedeflenmiştir. Sistem, MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve farklı çalışma koşulları altında performansı analiz edilmiştir. Ayrıca, simülasyon sonuçlarını doğrulamak amacıyla laboratuvar ölçekli bir prototip kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, önerilen sistemin uzak ve şebekeden bağımsız bölgelerde sürdürülebilir sulama uygulamaları için verimli, ekonomik ve ölçeklenebilir bir çözüm sunduğunu göstermektedir. gelişimine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the design, simulation, and performance analysis of a standalone solar photovoltaic (PV) system developed to supply a 4 kW three-phase induction motor driving a centrifugal water pump for irrigation in off-grid agricultural areas. The proposed system comprises a 5.5 kW PV array, a DC-DC boost converter with a Perturb and Observe (PandO) Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm, a three-phase voltage source inverter (VSI), and a 4 kW induction motor. The MPPT controller achieves more than 95% efficiency under varying solar irradiance levels between 500 and 1000 W/m². A V/f scalar control strategy with a speed feedforward component is employed to maintain a stable DC link voltage of 650 V while reducing sensor dependency and system complexity. A soft-start technique is incorporated to limit inrush current and enhance motor lifetime. The complete system is modeled and simulated in MATLAB/Simulink to evaluate its performance under startup, steady-state, and dynamic operating conditions. Furthermore, a laboratory-scale prototype is used to validate the simulation results and assess system reliability. The results indicate that the proposed system is an efficient, cost-effective, and scalable solution for sustainable irrigation in remote regions, contributing to the advancement of standalone solar PV water pumping technologies.
Benzer Tezler
- Planning and design of photovoltaic grid-connected system to supply a village with electricity in kano, Nigeria (750kWp).
Başlık çevirisi yok
AHMAD NASIRU HAMZA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZirve ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAFAR AL HILAL
- Fotovoltaik destekli termoelektrik soğutucu sistemin tasarımı
Design of a photovoltaic assisted thermoelectric refrigerator system
MANOLYA AKDEMİR ÇOLPAN
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiGüneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YILANCI
- Afganistan'da konut uygulamaları için li-ion pil depolu fotovoltaik sistem tasarımı ve optimizasyonu
Photovoltaik system design and optimisation with li-ion battery storage for residential applications in Afghanistan
MOHAMMAD BASIR HOSSAINI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ NACİ ÇELİK
- Cibuti iklim şartlarında PV sistem ile pompa çalıştırılmasının modellenmesi
Modeling of pump operation with PV system in climatic conditions of Djibouti
IDIL YOUSSOUF SOUGUEH
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN KAYA
- Fotovoltaik güneş paneli destekli karbon film ısıtma uygulamasının enerji, ekonomik ve çevresel performansının değerlendirilmesi
Evaluation of the energy, economic and environmental performance of photovoltaic solar panel supported carbon film heating application
ÇAĞRI TIPIRDAMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiUşak ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN KANDİLLİ