Kısmi gölgelemenin fotovoltaik sistemlerin performansı üzerindeki etkisinin araştırılması ve azaltma yöntemleri
Investigation of the effect of partial shading on the performance of photovoltaic systems and mitigation methods
- Tez No: 940721
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ARI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Günümüzde artan yenilenebilir enerji talebi, fotovoltaik (PV) sistemlerin yaygın olarak benimsenmesini teşvik etmiştir. Ancak, bu sistemler genellikle binalar, ağaçlar veya diğer engeller nedeniyle kısmi gölgelenmeye maruz kalmaktadır. Gölgelenme, panellerin üzerine düşen ışığın düzensiz dağılmasına yol açarak PV sistemlerinin verimliliğini önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu çalışma, kısmi gölgelenmenin PV panellerinin ürettiği güç ve akım üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Analizler, tek diyot modeli kullanılarak MATLAB/Simulink ortamında yapılan simülasyonlarla yürütülmüştür. Gölgelenme etkilerini en aza indirmek ve sistem performansını optimize etmek amacıyla Seri Bağlantı (S), Seri-Paralel Bağlantı (SP), Petek Bağlantı (PB), Tam Çapraz Bağlantı (TÇB) ve Köprü Bağlantı (KB) olmak üzere beş farklı PV dizi konfigürasyonu değerlendirilmiştir. Bu konfigürasyonlar, güç-gerilim (P-V) ve akım-gerilim (I-V) karakteristikleri üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla %0, %20, %40 ve %60 gölgelenme seviyelerinde test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, test edilen konfigürasyonlar arasında TÇB diziliminin üstün performans sergilediğini ortaya koymuştur. Özellikle yüksek gölgelenme koşullarında TÇB dizilimi, daha yüksek güç üretimi ve doldurma faktörü sağlamıştır. %40 ve %60 gölgelenme seviyelerinde, TÇB konfigürasyonu sırasıyla 2672 W ve 2524 W güç değerlerine ulaşarak, ciddi güç kayıpları yaşayan Seri konfigürasyonuna kıyasla daha verimli bir performans göstermiştir. Bu araştırma, gölgelenme etkilerini hafifletmek için optimal PV konfigürasyonlarının seçilmesinin önemini vurgulamaktadır. TÇB konfigürasyonu, gölgeli koşullarda enerji kayıplarını azaltmada en etkili yöntem olarak öne çıkarken, Seri konfigürasyonu gölgelenmenin olmadığı ortamlar için uygun bir seçenek olarak değerlendirilmiştir. Bu bulgular, daha sürdürülebilir enerji uygulamalarına yönelik olarak daha dayanıklı PV sistemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Özet (Çeviri)
The increasing demand for renewable energy has encouraged the widespread adoption of photovoltaic (PV) systems. However, these systems are often exposed to partial shading caused by buildings, trees, or other obstacles. Shading disrupts the uniform distribution of light on the panels, significantly reducing the efficiency of PV systems. This study investigates the effects of partial shading on the power and current generated by PV panels. The analysis was conducted using simulations in the MATLAB/Simulink environment, employing the single-diode model. To mitigate shading effects and optimize system performance, five different PV array configurations were evaluated: Series (S), Series-Parallel (SP), Honey-Comb (HC), Total Cross-Tied (TCT), and Bridged-Link (BL). These configurations were tested under shading levels of 0%, 20%, 40%, and 60% to assess their impact on power-voltage (P-V) and current-voltage (I-V) characteristics. The results indicate that among the tested configurations, the TCT array demonstrated superior performance. Particularly under high shading conditions, the TCT configuration provided higher power output and form factors. At 40% and 60% shading levels, the TCT configuration achieved power values of 2672 W and 2524 W, respectively, outperforming the Series configuration, which suffered significant power losses. This study highlights the importance of selecting optimal PV configurations to mitigate shading effects. The TCT configuration emerged as the most effective method for reducing energy losses in shaded conditions, while the Series configuration remains a viable option for environments without shading. These findings contribute to the development of more resilient PV systems for sustainable energy applications.
Benzer Tezler
- Farklı ortam koşullarındaki fotovoltaik sistemler için kısmi gölgelemenin mppt üzerindeki etkisinin akıllı algoritmalar ile uygulanması
Application of partial shading effect on mppt for photovoltaic systems in different ambient conditions with intelligent algorithms
ZEYNEP GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET DEMİRTAŞ
- Samsun ilinde kurulu şebekeye bağlı bir güneş enerji santralinin performansına gölgelenme etkisinin incelenmesi
Investigation of the shading effect on the performance of a grid-connected PV plant in Samsun
RECEP ÇIKLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiOndokuz Mayıs ÜniversitesiYenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT KESKİN
- 3 boyutlu objelerin fotovoltaik sistemlerde gölgeleme etkisinin modellenmesi ve gerçek zamanlı güç analizi
Shading effect of 3d object modelling for photovoltaic systems and real-time power analysis
BERK ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN KARATEPE
- Hybrid kalman filter based MPPT design for photovoltaic system in energy harvesting optimization
Enerji üretim optimizasyonunda fotovoltaik sistemler için kalman filtresi tabanlı hibrit MPPT tasarımı
WALEED RABEEA MOHAMMED AL-MOHANA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT UCUN
- Designing a solar system that improved the solar system's performance in instances of partial shadowing
Başlık çevirisi yok
HAYDER MAKKEE AL-MUTAR
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAHİ ABDU IBRAHIM