Design and power quality improvement of a grid connected hybrid PV system
Şebeke bağlantılı hibrit fotovoltaik bir sistemin tasarımı ve güç kalitesinin iyileştirilmesi
- Tez No: 844255
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET TEKE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Değişen ve gelişen dünyada enerji talebini karşılamak için yenilenebilir enerji kaynakları kritik öneme sahiptir. Bu kaynaklar arasında en çok yatırım alanlardan biri ise güneş enerjisidir. Fotovoltaik (FV) paneller güneşten gelen ışınımı elektriğe dönüştüren cihazlardır. Elektrik üretmek için sıcaklık ve ışınım parametreleri kullanılır. Bu yüzden, kötü hava şartlarında üretilen güç, değişkenlik gösterir. Güçte oluşan değişkenliği önlemek için FV sistemi ile maksimum güç noktası izleme (MGNİ) algoritmaları kullanılmaktadır. Ayrıca, gece vaktinde güç sürekliliğini sağlamak ve sistemleri devam ettirmek için batarya destekli tasarımlar kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, şebeke bağlantılı ve batarya destekli bir hibrit FV sistem tasarlamak ve uygulanan MGNİ algoritmaları arasında en verimli olanı seçmektir. Çalışmada sırasıyla Dürt & Gözle, Artımlı İletkenlik, Yapay Sinir Ağı (YSA) metotları uygulanmıştır. Sonrasında bu üç yöntemin en iyi performans gösterdikleri aralıklar birleştirilip Hibrit MGNİ yöntemi tasarlanmıştır. Sistem sonuçları sırasıyla 1000-800-600 W/m2 ışınım seviyelerinde ve MATLAB/SIMULINK programında test edilmiştir. Bunların yanı sıra, güç sürekliliğini sağlamak için batarya enerji depolama sistemi (BEDS) geliştirilmiştir. FV ve BEDS'nin güçleri birbirlerinden farklı olduğundan sistem gece modundayken toplam harmonik bozulmasının (THB) yükseldiği tespit edilmiştir. Problemi çözümlemek ve güç kalitesini arttırmak amacıyla iki modlu LCL filtre tasarımı yapılmıştır. Sistem gündüz modundayken bataryayı şarj eder, gündüz modu için tasarlanan LCL filtre aktif olur. Sistem gece modundayken batarya deşarj olur ve gece modu LCL filtresi aktif olur. Bu tasarımlar sayesinde THB değeri oldukça azalmış ve en verimli MGNİ yöntemi önerilmiştir. Sonuçlar karşılaştırıldığında tek modlu LCL filtre kullanılırken THB değerinin 4.8% seviyelerinde elde edildiği görülmektedir. Bu değer iki modlu LCL filtre uygulamasında 3.2%'ye düşürülmüştür. Ek olarak, test sonuçlarına göre, YSA MGNİ kullanıldığında, düşük ışımalarda 97.5% verim gözlemlenmiştir. Yüksek verimle çalıştırılan devrede, DC bağlantı voltajı daha düzgün, pürüssüz hale getirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Renewable energy sources (RES) are critical to meet energy demand in the changing and developing world. Among these resources, one of the most invested areas is solar energy. Photovoltaic (PV) panels are devices that convert radiation from the sun into electricity. Temperature and radiation parameters are used to generate electricity. Therefore, the produced power varies under bad weather conditions. Maximum power point tracking (MPPT) algorithms are used with the PV system to prevent power variability. In addition, battery-supported designs are utilized to ensure power continuity at night and keep the system running. The aim of this study is to design a hybrid PV system with grid connected and battery-supported. Moreover, in this thesis has been selected the most efficient method among the implemented tracking algorithms. Perturb&Observe (P&O), Incremental Conductance (INC), Artificial Neural Network (ANN) methods are applied respectively. The ranges in which these three tracking algorithms perform the best results are combined and the hybrid MPPT is designed. The system outcomes is tested at 1000-800-600 W/m2 irradiance levels in MATLAB/SIMULINK program. Moreover, the battery energy storage system (BESS) has been developed to ensure power continuity. Since the powers of PV and BESS are different from each other, it has been determined that total harmonic distortion (THD) increases when the system is in night mode. To solve this problem and improve power quality, two mode LCL filter design has been performed. The system charges the battery while in daytime mode, and the daytime mode LCL filter is activated. When the system is in night mode, the battery is discharged and the night mode LCL filter is activated. Thanks to these designs, the THD value has been significantly reduced and the most efficient MPPT algorithm has been proposed. When the results are compared, the THD value obtained at 4.8% level while using single mode LCL filter. This value is decreased to 3.2% in two mode LCL filter application. In addition, according to the test results, when ANN MPPT is operated, 97.5% efficiency is observed at low irradiance. In the circuit operated with high efficiency, the DC link voltage has been become more uniform, smoothness.
Benzer Tezler
- Şebeke bağlantılı bir rüzgar enerji sisteminin incelenmesi
Examination of a grid-connected wind energy system
FURKAN BAŞKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DENİZ YILDIRIM
- Development of multi-level inverter for power quality enhancement
Güç kalitesini artırmak için çok seviyeli eviricinin geliştirilmesi
OMAR KANAAN NOORI ALBASRI
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ
- Enhancing photovoltaic system performance through NARX-LSTM forecasting and neuro-controller based MPPT techniques
NARX-LSTM tahmın ve nöro-denetleyici temelli MPPT teknikleri vasıtasıyla fotovoltaık sistem performansının artırılması
OUBAH ISMAN OKIEH
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Şebeke bağlantılı bir FV sistemde sayısal filtre yöntemlerinin güç analizi üzerine etkilerinin gerçek zamanlı olarak araştırılması
Real-time investigation of the effects of digital filter methods on power analysis in a grid connected PV system
EMRULLAH ASLANKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- Derin öğrenme ağlarını kullanarak güneş enerji fotovoltalik sisteminin güç kalitesinin iyileştirmesi
Power quality improvement of solar energy system with of the photovoltalic with deep neural network controller
WISAM HAZIM GWAD GWAD
Doktora
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYBABA HANÇERLİOĞULLARI