Low power energy harvesting with parallel differential power processing for photovoltaic-powered wearable applications
Fotovoltaik güçle çalışan giyilebilir uygulamalar için paralel diferansiyel güç işleme ile düşük güçlü enerji hasadı
- Tez No: 952117
- Danışmanlar: DR. Yİ-HUA LİU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Maksimum güç noktası, Maximum power point
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Natıonal Taıwan Unıversıty Of Scıence And Technology
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güneş enerjisi, gelişmekte olan birçok giyilebilir uygulama için uygun bir enerji kaynağıdır. Ancak bu tür uygulamalar, geleneksel PV panel ve güç dönüştürücü konfigürasyonlarında PV güç üretimini azaltan çoklu fotovoltaik (PV) hücreler üzerinde değişen ışık yoğunlukları yaşama eğilimindedir. Diferansiyel güç işleme (DPP) sistem yapılandırması kavramı, tek tip olmayan aydınlatma koşulları altında PV güç kullanımını optimize etmenin anahtarı olarak ileri sürülmüştür. Hem seri hem de paralel DPP konfigürasyonları, FV paneller arasındaki aydınlatma uyumsuzluğunu telafi edebilmektedir. Bu tez, düşük güçlü giyilebilir PV uygulamaları için alternatif paralel diferansiyel güç işleme yaklaşımlarının ve kontrol stratejilerinin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Bir tek uçlu birincil-indüktör dönüştürücü (SEPIC) ve bir ters çevrilmiş buck-boost dönüştürücü paralel DPP dönüştürücüler olarak tasarlanmış ve uygulanmıştır. DPP SEPİC mimarisinin sistem verimliliği, tek başına SEPİC'in verimliliğine kıyasla %29,3'lük bir iyileşme göstermektedir. DPP ters buck-boost dönüştürücü mimarisi ile dönüştürücünün tek başına verimliliğine kıyasla verimlilikte %27,4'lük bir artış gözlemlenmiştir. Birbirleriyle karşılaştırıldığında, DPP buck-boost dönüştürücü, tüm çalışma aralığı boyunca DPP SEPIC'ten daha iyi bir performans sergilemektedir. FV kaynak ve yük gücünü dengelemek için, hem maksimum güç noktası takibini (MPPT) hem de gerektiğinde güç kesintisini gerçekleştiren iki mod arasında geçiş yapan bir sistem kontrol stratejisi uygulanmıştır. Deneysel sonuçlar, kontrol algoritmasının her panel için bağımsız MPPT sağladığını ve dönüştürücünün maksimum sıcaklığını 37 oc'nin altında tutarken gücü maksimize etmeyi ve başarıyla dengelemeyi başardığını doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Solar power is a viable energy source for many emerging wearable applications. However, such applications tend to experience varying light intensities over multiple photovoltaic (PV) cells which reduce PV power generation in traditional PV panel and power converter configurations. The concept of differential power processing (DPP) system configuration has been introduced as the key to optimize PV power utilization under nonuniform lighting conditions. Both series and parallel DPP configurations are able to compensate for illuminance mismatch across the PV panels. This thesis focuses on development of alternative parallel differential power processing approaches and control strategies for low power wearable PV applications. A single-ended primary-inductor converter (SEPIC) and an inverted buck-boost converter were designed and implemented as parallel DPP converters. System efficiency of the DPP SEPIC architecture shows an improvement of 29.3 % compared to the efficiency of the SEPIC alone. Whereas a 27.4 % increase in efficiency was observed with the DPP inverted buck-boost converter architecture in comparison to the efficiency of the converter by itself. When compared to each other, DPP buck-boost converter exhibits a better performance than DPP SEPIC over the full operating range. In order to balance PV source and load power, a system control strategy that alternates between two modes was implemented; accomplishing both maximum power point tracking (MPPT) and power curtailment when it's needed. Experimental results verify the control algorithm achieves independent MPPT of each panel and succeeds in maximizing and successfully balancing the power while keeping the maximum temperature of the converter below 37 ℃.
Benzer Tezler
- RF energy harvesting in S band in wireless communication systems
Kablosuz haberleşme sistemlerinde S bandında RF enerji hasatlama
EMRE İŞCEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Advanced concepts of piezoelectric patch-based energy harvesting and locally resonant bandgap formation in thin plates
Pirometredeki piezoelektrik yama tabanlı enerji toplama ve lokal rezonant bandgap oluşumunun ileri kavramları
AMIRREZA AGHAKHANI
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. IPEK BASDOGAN
- Sustainable energy harvesting: Structural analysis approaches in zeolitic imidazolate framework-based triboelectric nanogenerators
Sürdürülebilir enerji hasadı: Zeolitik imidazolat çerçeve tabanlı triboelektrik nanogeneratörlerde yapısal analiz yaklaşımları
ERDAL KURT
Doktora
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET AYKAÇ
- Next-generation internet of energy harvesting things
Gelecek-nesil enerji hasadı yapan nesnelerin interneti
OKTAY ÇETİNKAYA
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN