Theoretıcal analysıs of grıd-connected solar power systems
Şebekeye bağlı güneş enerjisi sistemlerinin teorik analizi
- Tez No: 1004665
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEVAT RAHEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gerilim kontrolü, Hava koşulları, Python, Voltage control, Weather conditions, Python
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Topkapı Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Şebekeye bağlı fotovoltaik (PV) sistemler, enerji sektörünün elektrifikasyonunda önemli bir rol oynamaktadır; ancak güç sistemleriyle olan etkileşimleri, büyük ölçüde hava koşullarına bağlı değişkenlik ve evirici (inverter) kontrol stratejilerinden etkilenmektedir. Bu çalışma, gerçek çalışma koşulları altında faaliyet gösteren PV santrallerinin şebeke açısından kritik performansını analiz etmek amacıyla, sistematik bir literatür incelemesini açık kaynaklı Python tabanlı bir modelleme yaklaşımıyla birleştiren hibrit bir çerçeve önermektedir. Libya'nın Zintan kentini (31.9315° K, 12.2529° D) kapsayan bir yıllık meteorolojik veri seti, NASA POWER ve PVGIS gibi herkese açık kaynaklardan elde edilmiş, UTC zamanına uyarlanmış ve gerekli durumlarda sabit yönelim ve eğim koşulları için küresel yatay ışınımdan düzlem üzerine düşen (POA) ışınıma dönüştürülmüştür. Geliştirilen model, PV sisteminden başlayarak maksimum güç noktası izleme (MPPT), DC bağlantı hattı ve LCL filtreli evirici üzerinden ortak bağlantı noktasına (PCC) kadar olan tüm enerji dönüşüm zincirini dikkate almaktadır. Model; evirici verimliliğini, güç kırpılmasını (clipping) ve isteğe bağlı güç artış hızı (ramp-rate) sınırlamasını içermektedir. Elektrik şebekesi ise direnç–reaktans parametrelerine sahip eşdeğer bir Thevenin modeli ile temsil edilmekte; buna ek olarak droop tabanlı Volt/VAR kontrolü ve isteğe bağlı Volt/Watt desteği uygulanmaktadır. Analiz kapsamında, açık gökyüzü, geçici bulutlanma ve sıcak hava dalgası gibi temsili işletme senaryoları ele alınarak; AC enerji verimi (kWh/MWp), performans oranı, güç artış hızı profiline ilişkin metrikler, ortak bağlantı noktasındaki gerilim kalitesi ile kırpma ve kısıtlama davranışları gibi şebeke ile ilişkili temel performans göstergeleri değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, ışınımdaki değişimlerin ve yüksek hücre sıcaklıklarının güç dalgalanmalarına ve gerilim sapmalarına yol açtığını; ancak uygun şebeke destek ayarlarıyla bu etkilerin etkin bir şekilde azaltılabileceğini göstermektedir. Bu çalışma, şebekeye bağlı PV santrallerinin tasarımı, işletilmesi ve karşılaştırılmasına yönelik olarak açık kaynaklı, şeffaf ve açıklanabilir modellere dayanan bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Plants of photovoltaic (PV) grid-connected systems play an important role in the power sector electrification, but their behavior connected to the power system is highly affected by weather-related variability and inverter control strategies. This work suggests hybrid framework, including a systematic literature review for open Python modelling of the grid-critical performance of PV plants operating in the real world. A 1-year meteorological data set for Zintan, Libya (31.9315° N, 12.2529° E) is obtained from publicly available sources (e.g., NASA POWER and PVGIS), time-matched to UTC and where necessary converted from global horizontal irradiance to plane-of-array (POA) irradiance for a fixed orientation/tilt conditions. The resulting model considers the whole energy conversion chain from PV system, passing through MPPT, DC-link and inverter with LCL filter to point of common coupling (PCC), including inverter efficiency, power clipping and also optional ramp-rate limitation. The grid is modelled by means of an equivalent Thevenin with resistance–reactance parameters, complemented by droop-based Volt/VAR control and optional support for Volt/Watt. While mostly on a representative set of operating scenarios, i.e., clear-sky, transient-cloud and heatwave weather, the analysis assesses important grid-facing key performance indicators (KPIs) like AC energy yield (kWh/MWp), performance ratio, ramp-rate profile data metrics; voltage quality at point-of-common-coupling-equipment as well as clipping/curtailment behavior. The outcomes indicate how variants in irradiance and high cell temperatures lead to power fluctuations and voltage deviations that can be sufficiently compensated by grid-support adjustments. The manuscript offers an open source and transparent design, operating and comparing grid connected PV power plants with the use of simple and explainable models.
Benzer Tezler
- Porosity generation and optimization of silicon-based anodes for high energy density lithium ion batteries
Yüksek enerji yoğunluklu lityum iyon bataryalar için silisyum bazlı anotlarda gözenek geliştirilmesi ve optimizasyonu
NESLİHAN YUCA
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Li-O2 pil laboratuvar AR-GE çalışmalarının çevresel etkisi ve optimizasyonu
Environmental impact and optimisation of Li-O2 battery laboratory R&D studies
NİSAN NASIF
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHSEN AKBULUT ULUDAĞ
- Comparative study of solar optical fibre and artificial light for daylighting and energy management in tunnel threshold zone
Gündüz aydınlatmasında tünel eşik bölgesinde güneş optik fiber ve yapay ışıkların enerji yönetiminı çalışması
YAHYA SOGODOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANAN PERDAHÇI
- Türkiye linyit kömürleri için yer altında kömür gazlaştırmasının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of underground coal gasification for Turkish lignite
OĞUZ BÜYÜKŞİRİN
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Makine öğrenimi teknikleri kullanarak güneş radyasyon tahmini ile entegre edilmiş optimum ev enerji yönetim sistemi tasarımı
Design of an optimal home energy management system integrated with solar radiation forecasting using machine learning techniques
MUHAMMED ŞAMİL ÇİMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Bakırçay ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAYRAM KÖSE