Geri Dön

AC-DC-AC Converters for Wind Turbines

Rüzgar Türbinleri İçin AC-DC-AC Dönüştürücüleri

  1. Tez No: 936327
  2. Yazar: BÖRTEÇENE YILDIRIM
  3. Danışmanlar: DR. SALAHEDDİNE ETHNİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Newcastle Unıversıty
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu yüksek lisans tezi, düşük karbon politikalarına doğru küresel değişim ve yenilenebilir enerji teknolojilerinin giderek daha fazla benimsenmesi nedeniyle son yıllarda artan bir ilgi gören Rüzgar Enerjisi Dönüşüm Sistemlerinde (WECS) kullanılan dönüştürücülerin derinlemesine bir analizini sunmaktadır. Hükümetler karbon emisyonlarını azaltmaya çalıştıkça, rüzgar enerjisi önemli bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır ve bu araştırma, rüzgar enerjisi sistemlerinin verimliliğini ve güvenilirliğini en üst düzeye çıkarmada dönüştürücülerin önemli rolünü ele almaktadır. Çalışma, rüzgar türbinlerinin temel özelliklerini ve bileşenlerini tanıtarak başlamakta, çeşitli WECS konfigürasyonlarını ve bunlarda yaygın olarak kullanılan dönüştürücüleri kapsamaktadır. Farklı WECS mimarilerinin ayrıntılı bir karşılaştırmasını sunmakta, çalışma prensiplerini ve performans özelliklerini analiz etmektedir. Tezin özü, pasif doğrultucu, DC-DC boost dönüştürücü, çift yönlü buck-boost dönüştürücü ve 2 Seviyeli Gerilim Kaynaklı İnvertör (VSI) dahil olmak üzere birkaç kritik dönüştürücü tipinin çalışmasına odaklanmaktadır. Her bir dönüştürücü, çalışma prensipleri ve WECS'de kullanım için uygunluğu açısından analiz edilmektedir. Dalgalı rüzgar hızları altında rüzgar türbinlerinin enerji çıkışını optimize etmek amacıyla uygulanan bir Maksimum Güç Noktası İzleme (MPPT) tekniği olan Pertürbasyon ve Gözlem (P&O) yöntemine de önem verilmektedir. MPPT, sistem genel verimliliğini artırmak ve rüzgar enerjisinden her zaman maksimum güç elde edilmesini sağlamak için çok önemlidir. Tez daha sonra farklı rüzgar hızları altında rüzgar türbinlerinin davranışını araştırmakta, jeneratörün çıkış voltajını optimize etmek için pasif doğrultucunun sistem üzerindeki etkisini incelemektedir. Son olarak, bu çalışmanın WECS sistemlerinden yararlanarak, değişen rüzgar hızları ve voltaj koşullarında enerji verimliliğini artırma potansiyelini göstermektedir. Araştırmanın son bölümü, sistemin genel tasarımını optimize etmek ve gerçek dünya uygulamaları için en gerçekçi bileşen seviyelerini sağlamak için öneriler sunmaktadır. Sonuç olarak bu tez, WECS'deki dönüştürücülerin rolü ve verimliliği hakkındaki kapsamlı bir analizi sunmakta ve yenilenebilir enerji sistemlerinin tasarımı, işletimi ve gerçek dünya uygulamaları için önemli bilgiler sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

This master's thesis provides an in-depth analysis of the converters used in Wind Energy Conversion Systems (WECS), which have garnered increasing attention in recent years due to the global shift toward low-carbon policies and the growing adoption of renewable energy technologies. As governments seek to reduce carbon emissions, wind energy has emerged as a key solution, and this research addresses the crucial role of converters in maximizing the efficiency and reliability of wind energy systems. The study begins by introducing the fundamental characteristics and components of wind turbines, covering various types of WECS configurations and the converters commonly employed within them. It offers a detailed comparison of different WECS architectures, analysing their operational principles and performance characteristics. The core of the thesis focuses on the operation of several critical converter types, including the passive rectifier, the DC-DC boost converter, the bi-directional buck-boost converter, and the 2-Level Voltage Source Inverter (VSI). Each converter is analyzed in terms of its operating principles and its suitability for use in WECS. Special attention is given to the Perturb and Observation (P&O) method, a Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique that is applied to optimize the energy output of wind turbines under fluctuating wind speeds. MPPT is crucial for enhancing the overall efficiency of the system, ensuring that maximum power is extracted from the wind energy at all times. The thesis then explores the behaviour of wind turbines under different wind speeds, examining the output voltage of the generator and the impact of the passive rectifier on the system. It also analyses the load voltage and current waveforms at varying load power levels, leveraging SIMULINK for simulation. The final part of the research addresses the efficiency of the converters by calculating their power losses, using real component datasheets to evaluate and optimize the overall performance of the system. In conclusion, the thesis provides a comprehensive understanding of the role and efficiency of converters in WECS, offering valuable insights into their design, operation, and real-world implementation in renewable energy systems.

Benzer Tezler

  1. Dağıtım şebekesine bağlı rüzgar türbinlerinde geçici gerilim yükselmelerini baskılama yöntemi

    Temporary overvoltage mitigation method in wind turbines connected to distribution grid

    OSMAN YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    İstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...

  2. Dağıtık üretim kaynakları için model öngörülü kontrol yöntemi ile yeni bir DA/DA çevirici tasarımı ve uygulaması

    Design and implementation of a novel DC/DC converter using model predictive control method for distributed generation sources

    NAKİ GÜLER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...

  3. Bulanık mantık kontrollü otonom ve şebeke bağlantılı rüzgâr-güneş hibrid güç sisteminin optimizasyonu ve Adnan Menderes Üniversitesi kampüs alanında uygulanması

    Optimization of fuzzy logic controlled autonomous and grid connected wind-pv hybrid power system and application in Adnan Menderes University's campus

    KIVANÇ BAŞARAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Ege Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...

  4. Concurrent operation of wireless power transfer based contactless slip ring and motor drive system with a single converter

    Kablosuz güç aktarım tabanlı temassız kayma halkası ve motor sürücü sisteminin tek bir dönüştürücü ile eş zamanlı çalışması

    ENES AYAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Orta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...

  5. Investigation and improvement of the smooth mode transition technique for quasi-single-stage four-switch buck-boost inverter

    Yarı-tek-aşamalı dört-anahtarlı alçaltıcı-yükseltici evirici için pürüzsüz mod geçiş tekniğinin incelenmesi ve geliştirilmesi

    EBUBEKİR KESKİNKILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Abdullah Gül Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...