Fotovoltaik sistemler için yeni bir maksimum güç noktası izleme yönteminin geliştirilmesi ve uygulanması
Development and implementation of a new maximum power point tracking method for photovoltaic systems
- Tez No: 494783
- Danışmanlar: PROF. DR. BEKİR ÇAKIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Bu doktora tezinde, düşük güç dönüştürme verimine sahip fotovoltaik panellerinin kapasite faktörlerinin arttırılması konusu ele alınmıştır. Bilindiği üzere, fotovoltaik paneller doğru akım formunda enerji üreten doğrusal olmayan kaynaklar olduğu için düzenli ışınıma maruz kaldıklarında, gerilim-güç karakteristik eğrilerinde tek bir maksimum güç noktası oluşur. Parçalı gölgelenme durumunda ise gerilim-güç karakteristik eğrisinde FV panel yapısında bulunan paralel diyot sayısına bağlı olarak birden fazla maksimum güç noktası oluşur. Böyle bir durumda klasik yöntemlerin maksimum güç noktası izleme başarımları düşük olmaktadır. Bu kapsamda düzenli ışınım ve parçalı gölgelenme durumlarında maksimum güç noktası izleme başarımına sahip iki alt algoritmadan oluşan yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu bağlamda parçalı gölgelenme ve düzenli ışınım durumları için algoritmalar önerilmiştir. Parçalı gölgelenme algoritmasında minimum ve maksimum güneş ışınımı değeri ile ışınım adım miktarı belirlenerek gerilim-güç eğrileri üretilir. Daha sonra tüm maksimum güç noktası bölgeleri RFV=VMGN/IMGN olarak tanımlanır ve her bölge için yük direncini dikkate alarak ortalama doluluk oranı hesabı yapılır. Yeni yöntem FV panel 0,8VAD modelini kullanarak ve gerilim-güç eğrisi üzerinde akıllı güç tarama algoritması ile global maksimum güç noktası izler. Düzenli ışınım algoritmasının çalışma prensibi ise FV panelin yaklaşık kısa devre akımının ölçülmesine bağlıdır. Bu özelliği sebebiyle klasik kısa devre akımına dayalı algoritmasına göre daha yüksek izleme verimliliği elde edilir. Önerilen yöntemin maksimum güç noktası izleme başarımını göstermek için farklı düzenli ışınım ve gölgelenme profilleri oluşturularak MATLAB/Simulink'de benzetim çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca, MGNİ başarım analizi sonucu seçilen SEPIC dönüştürücü kullanılarak önerilen algoritma deneysel olarak doğrulanmış ve benzer üç çalışmayla karşılaştırılmıştır. Benzetim ve uygulama sonuçlarına göre, önerilen algoritma diğer iki algoritmaya göre daha üstün bir maksimum güç noktası izleme başarımına sahiptir.
Özet (Çeviri)
In this PhD thesis, the issue of increasing the capacity factor of photovoltaic panels with low power conversion efficiency has been discussed. As known, since photovoltaic panels are not a linear power source generating energy in direct current form, single maximum power point appears on their voltage-power characteristic curves under uniform irradiance conditions. In the case of partial shading, more than one maximum power points, which is based on number of bypass diodes in a panel, occurs on the voltage-power characteristic curves. In such a case, conventional methods have poor maximum power point tracking performances. In this context, a new method consisting of two sub-algorithms which have outstanding maximum power point tracking performance under uniform irradiance and partial shading conditions. In this regard, algorithms for partial shading and uniform irradiance conditions proposed. Voltage-power curves are produced by minimum, maximum and step size of the irradiances in the partial shading algorithm. After that, maximum power point regions are determined as an equivalent resistance which is ratio between voltage of MPP and current of MPP and average value of duty ratio for all MPP regions are calculated. The new method tracks the global MPP by using 0,8VOC model and smart power scanning on the voltage-power curve. Operation of uniform irradiance algorithm is based on the measurement of approximate short circut current of PV panel. For this reason, big efficiencies are obtained compared with the classical one. In order to show the maximum power point tracking performance of the proposed method different uniform irradiances and shading profiles are produced and simulation studies are performed in MATLAB/Simulink. Furthermore, the proposed algorithm is verified experimentally by using SEPIC converter, which is selected at the end of the analyzes of MPPT performances, and compared with three similar studies. According to the results of simulations and experiments, proposed algorithm outperforms than the other two algorithms.
Benzer Tezler
- Design of a hybrid MPPT method for PV systems under partial shading conditions
Kısmı̇ gölgeleme koşulları altında FV sı̇stemler ı̇çı̇n hı̇brı̇t MPPT yöntemı̇nı̇n tasarımı
BAYRAM KAAN UZUNDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN TİMUR
- PV sistemlerde anlık bobin akımının analizi ile yeni bir maksimum güç noktası izleme yöntemi ve uygulaması
A new maximum power point tracking method and its application in PV systems based on inductor current transient analysis
NİHAL ÇETİN ACAR
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM BÖREKCİ
- Fotovoltaik (FV) sistemler için maksimum güç noktası izleme (MGNİ) yöntemi geliştirilmesi ve uygulanması
Improving and application of maximum power point tracking (MPPT) for photovoltaic (PV) systems
HASAN ÜZMUŞ
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ GENÇ
- Fotovoltaik sistemlerde yeni bir maksimum güç noktası izleme algoritmasının geliştirilmesi
Development of a new maximum power point tracking algorithm in photovoltaic systems
AZİZ GÜNEROĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR ÇAKIR
- Güneş enerji sistemlerinde verimlilik analizi: Nijer güç sistemi uygulaması
Efficiency analysis in solar energy systems: Niger power system application
ISSIFA HAMIDOU TINNI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜRKER FEDAİ ÇAVUŞ