Fotovoltaik sistemlerde kullanılan klasik ve mgnt şarj kontrol cihazlarının deneysel karşılaştırılması
Experimental comparison of conventional and mppt charge controllers used in photovoltaic systems
- Tez No: 848310
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN ASKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Sonsuz bir enerji kaynağı olan güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için fotovoltaik (FV) panellerden faydalanılır. FV panellerin ürettikleri güce etki eden önemli faktörlerden olan ışıma ve sıcaklık, oldukça önemli bir yere sahiptir. Işımanın artması panel akım ve gerilimini artırırken, sıcaklığın artması gerilimin düşmesine sebep olurken, düşük miktarda da akımın artmasına sebep olur. FV panellerin verimlerinin düşük olmasının yanında, verimlerini daha da düşüren çeşitli etkenler vardır. Bu etkenlerden özellikle sıcaklık ve ışıma miktarının azalmasına sebep olan gölgelenme, tozlanma-kirlenme ile yansıma, panelin ürettiği gücün düşmesine sebep olmaktadır. Bir FV panelin belirli koşullar altında maksimum ürettiği güç değeri vardır. Her yük değerinde panelden üretilen maksimum güç çekilemez. Bu sebeple, maksimum güç elde edebilmek için fotovoltaik sistemlerin, maksimum güç noktasında veya bu noktanın etrafında çalışmasını temin etmek için çeşitli Maksimum Güç Noktası Takibi (MGNT) yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemler FV sistemi maksimum güç noktasında çalıştırarak yüke maksimum güç aktarımı yapabilmek için DA-DA dönüştürücülerin görev periyotlarını belirlerler. Bu tez çalışmasında bir FV panelin, yükseltici DA-DA dönüştürücüsünün omik bir yükü beslemesi Matlab simulink ortamında modellenmiştir. MGNT algoritması olarak P&O (Değiştir ve Gözle) ve INC (Artan İletkenlik) algoritmaları kullanılarak iki model simülasyonu hazırlanmıştır. İki modele göre FV panelin ürettiği akım, gerilim ve güç değerleri ile dönüştürücü akım, gerilim ve güç değerleri incelenmiştir. Bu tez çalışmasında MGNT algoritması kullanan bir MGNT şarj kontrol cihazı ile PWM (Pulse Width Modulation) şarj kontrol cihazının performanslarını karşılaştırmak için bir deney seti kurulmuştur. Çalışma için iki deney seti hazırlanmıştır. Birinci deney setinde 100 W gücündeki bir FV panel, 30A'lik PWM şarj kontrol cihazı kullanılarak bir 24 Ah jel akü şarj edilmiştir. İkinci deney setinde ise bütün elemanlar aynı olmak üzere şarj kontrol cihazı olarak 30 A' lik MGNT şarj kontrol cihazı kullanılmıştır. Aküler sürekli bir 50𝜴, 1000W'lık bir reosta yardımı ile deşarj edilerek %20-25 şarj seviyelerinde kullanılmıştır. Her iki deney setinden de aynı sıcaklık, ışıma, rüzgar nem vb. ortam koşullarında eş zamanlı olarak ölçümler alınmış ve bu ölçümler birbirleriyle kıyaslanmıştır. Deney sonuçları incelendiğinde MGNT şarj cihazı kullanılan sistemin PWM şarj cihazı kullanılan sisteme göre güç ve veriminin günün bütün saatlerinde daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca ışımanın daha yüksek olduğu saatlerde MGNT şarj cihazlı sistemin verim ve gücünün diğer sisteme göre daha da arttığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Solar energy, an infinite source of energy, is converted into electrical energy using photovoltaic (PV) panels. Radiation and temperature are significant factors affecting the power generated by PV panels. Increased radiation boosts panel current and voltage, while increased temperature decreases voltage and slightly increases current. Although the efficiency of PV panels is low, various factors further reduce their efficiency. Particularly, shading, dust and dirt accumulation, and reflection caused by decreased radiation and temperature lead to reduced power output from the panel. Each PV panel has a maximum power output under certain conditions. Maximum power cannot be drawn from the panel at every load value. Therefore, various Maximum Power Point Tracking (MPPT) methods have been developed to ensure that photovoltaic systems operate at or around the maximum power point to maximize power transfer to the load. These methods determine the duty cycles of DC-DC converters to operate the PV system at its maximum power point. In this thesis, a PV panel feeding an ohmic load through a boost DC-DC converter is modeled in the Matlab Simulink environment. Two model simulations were prepared using the Perturb and Observe (P&O) and Incremental Conductance (INC) algorithms as MPPT algorithms. The current, voltage, and power values produced by the PV panel and the current, voltage, and power values of the converter in both models have been examined. In this thesis, an experimental setup was established to compare the performances of an MPPT charge controller using the MPPT algorithm and a PWM (Pulse Width Modulation) charge controller. Two experimental setups were prepared for the study. In the first experimental setup, a 100W PV panel was used to charge a 24 Ah gel battery using a 30A PWM charge controller. In the second setup, all elements were the same, but a 30A MPPT charge controller was used. The batteries were continuously discharged with a 50Ω, 1000W rheostat and used at 20-25% charge levels. Measurements were taken simultaneously from both experimental setups under the same temperature, radiation, wind, humidity, and other environmental conditions, and these measurements were compared with each other. The experimental results showed that the system using the MPPT charge controller had higher power and efficiency at all hours of the day compared to the system using the PWM charge controller. Moreover, it was observed that the efficiency and power of the system with the MPPT charge controller increased even more during hours of higher radiation compared to the other system.
Benzer Tezler
- Fotovoltaik sistemler için kısmi gölgeli koşullarda maksimum güç noktasının takibinde kullanılan optimizasyon yöntemlerinin performanslarının karşılaştırılması
Comparison of the performances of optimization methods for maximum power point tracking under partial shading conditions in photovoltaic systems
EMRAH GÜRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBingöl ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET GÜNER
- Fotovoltaik enerji sistemlerinde karmaşık kısmi gölgeleme şartları altında PSO algoritmasıyla maksimum güç noktası takibi
Maximum power point tracking with PSO algorithm under complex partial shading conditions in photovoltaic energy systems
AYŞENUR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAT PAMUK
- Silisyum karbür güç yarı iletkenlerine dayalı yüksek verimli da-da çevirgeç uygulamaları
Silicon carbide power semiconductor based high efficiency dc-dc converter applications
SERKAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIK ÇADIRCI
- Güneş enerjili sistemlerde kullanılan maksimum güç noktası takibi yöntemlerinin zeki algoritmalar yardımıyla uygulanması
Implementation of maximum power point tracking methods used in solar energy systems via intelligent algorithms
İPEK ÇETİNBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN DEMİREL
YRD. DOÇ. DR. MEHMET DEMİRTAŞ
- Senkron generatörlü fotovoltaik güç sistemlerinin modellenmesi
Modeli̇ng for synchronous generator photovoltaic power systems
CANAN ALADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET ORHAN