Geri Dön

İki eksenli sensörsüz güneş takip sisteminin bulanık mantık tabanlı ve gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmesi

Fuzzy logic based and real-time actualization of two axis sensorless solar tracker system

  1. Tez No: 565439
  2. Yazar: ANIL KARADENİZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKAY BAYRAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 73

Özet

Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi, günümüzde hızlı bir şekilde artmaktadır. Fotovoltaik (FV) sistemlerde güneş panellerinin ve sistemi oluşturan inverterlerin verimleri gün geçtikçe artmasına rağmen, uygulamada elde edilen elektrik enerjisinin verimi geleneksel üretim sistemleriyle kıyaslandığında oldukça düşüktür. Bu nedenle, güneş takip sistemlerinin tasarımı ve geliştirilmesi, FV sistemlerin verimlerinin arttırılabilmesi açısından önemli bir konudur. Bu çalışmada, iki eksenli bir güneş takip sisteminin (GTS) mekaniksel ve elektriksel tasarımı gerçekleştirilerek, matematiksel modele dayanan bulanık mantık (Fuzzy Logic) tabanlı akıllı bir kontrol yöntemi önerilmiştir. Önerilen iki eksenli GTS'de güneşin yükselme ve eğilme açıları hesaplanarak, bulunan bölgenin enlem ve boylamına göre güneşin konumu tespit edilmektedir. FV sistem herhangi bir ışınım sensörü kullanmadan, hesaplanan pozisyona göre güneşi takip etmektedir. Böylece mevcut yöntemlerde çevresel faktörlerden kaynaklanan konum tespit hataları ortadan kaldırılmıştır. Güneş takibinde motorların hareketi için belirlenen adım süreleri, gerçek zamanlı olarak geliştirilen bulanık mantık tabanlı bir karar verici ile sisteme verilmektedir. Bu sayede iki eksenli GTS, hem FV panellerin konumunu, hem de adım sürelerini otomatik olarak belirlemektedir. Motorların ve tüm sistemin kontrolü LabVIEW ortamında geliştirilen gerçek zamanlı yazılım ile sağlanmıştır. Geliştirilen iki eksenli GTS, sabit ve tek eksenli GTS ile karşılaştırılmıştır. Buna göre, önerilen iki eksenli sensörsüz otomatik GTS yöntemi ile sabit FV sisteme göre %28,7 daha fazla elektrik enerjisi elde edilebilmiştir. Önerilen diğer bir sistem olan bulanık mantık tabanlı karar verici sensörsüz GTS yöntemi ile sabit FV sisteme göre %30,5 daha fazla elektrik enerjisi üretildiği gözlemlenmiştir. Önerilen iki farklı GTS yönteminin karşılaştırılması sonucunda, bulanık mantık tabanlı sistemin, sensörsüz otomatik sisteme oranla %6,64 daha verimli çalıştığı tespit edilmiştir. Ayrıca geliştirilen bulanık mantık tabanlı kontrolör ile adım süreleri %97,24 doğrulukla tespit edilebilmektedir. Elde edilen sonuçlar, önerilen iki eksenli GTS'nin mevcut yöntemlere göre geliştirilmesinin daha kolay olduğunu, FV sistemden elde edilen verimin oldukça arttığını, güneş takibinin daha kararlı ve doğru bir şekilde yapılabildiğini göstermektedir. Gerçek zamanlı olarak geliştirilen akıllı GTS'nin özellikle FV ve konsantre güneş enerjisi (CSP) temelli sistemlerde kolaylıkla uygulanabileceği de ön görülmüştür.

Özet (Çeviri)

The production of electrical energy from solar energy is increasing rapidly today. In photovoltaic (PV) systems, efficiency of the solar panels and the inverters are increase day by day although the efficiency of the electrical energy obtained in the application is very low. Therefore, the design and development of solar tracking systems is an important for increasing the efficiency of PV systems. In this study, a mechanical and electrical design of a two-axis solar tracking system (STS) implemented and an intelligent control method using fuzzy logic based on mathematical model proposed. In the proposed two-axis GTS, the sun's declination and tilt angles are calculated and the position of the sun is determined according to the latitude and longitude of the region. The PV system tracks the sun according to the calculated position without using any light sensors. Thus, position determination errors due to environmental factors have been eliminated in existing methods. The step lengths for the movement of the motors are given to the system with a real time developed fuzzy logic based decision maker. In this way, the two-axis STS automatically determines both the position of the PV panels and the step lengths. The control of the motors and the entire system is ensured by real-time software developed in the LabVIEW environment. With the proposed two-axis sensorless automatic GTS method, 28.7% more electrical energy was obtained compared to fixed PV system. Another proposed system, fuzzy logic based decision maker sensorless GTS method, was generated 30.5% more electrical energy than fixed PV system. As a result of the comparison of the two GTS methods, it was found that the fuzzy logic based system was 6.64% more efficient than the automatic system. Furthermore, with the fuzzy logic based controller, step times can be determined with an accuracy of 97.24%. The results show that the proposed two-axis GTS is easier to develop than the existing methods, the efficiency obtained from the PV system is greatly increased, and that the solar tracking can performed more stable and accurate. Gerçek zamanlı olarak geliştirilen akıllı GTS'nin özellikle It has also been foreseen that the intelligent GTS, which is developed in real-time, can be easily applied especially in PV and concentrated solar energy (CPV) based systems.

Benzer Tezler

  1. Development of a multi-axis closed-loop solar radiation tracking system by the fuzzy logic

    Bulanık mantığı kullanılarak kapalı döngü çok eksenli güneş ışınımı takip sisteminin geliştirilmesi

    ZAID MAWLOOD AHMED AL-IBRAHIME

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankırı Karatekin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATİH KORKMAZ

  2. Bulanık mantık denetimli düşük güçlü fotovoltaik sistem tasarımı

    Low power photovoltaic system design with fuzzy logic control

    AHMET GÖKDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET KAYABAŞI

  3. Single motor dual axis solar tracking system design

    Tek motorlu çift eksenli güneş takip sistemi tasarımı

    YUNUS GÜNEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBingöl Üniversitesi

    Yenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULKERİM KARABİBER

  4. Gps tabanlı 2-eksen güneş takip sisteminin geliştirilmesi

    Gps based 2-axis solar tracking system development

    ATILGAN TEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mekatronik MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR AKSOY

  5. Güneş panellerinde, güneş takip sistemlerinin ve panel kirliliğinin panel verimliliğine etkisinin incelenmesi

    Examination of the impact of solar tracking systems and panel surface contamination on panel efficiency in solar panels

    ÇAĞDAŞ DETAY GEZGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiTrakya Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN GÜLLÜ