Fotovoltaik sistemlerde tozlanmaya bağlı enerji kayıplarının incelenmesi için IOT tabanlı bir ölçüm sisteminin geliştirilmesi
Development of an IOT-based measurement system for investi̇gating energy losses due to dust in photovoltaic systems
- Tez No: 959370
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Güneş enerjisi santralleri, çevre dostu yapıları sayesinde karbon ayak izinin azaltılmasına önemli bir katkı sağlamakta ve dünyada konvansiyonel enerji kaynaklarına yenilenebilir bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Bu santrallerin kullanımının her geçen gün artması hem çevresel hem de ekonomik açıdan avantajlar sunmaktadır. Ancak, güneş enerjisi santrallerinin güçlü yönlerinden biri olan üretim verilerinin izlenebilirliği, kullanılan sensörlerin yüksek maliyeti nedeniyle sınırlı kalabilmektedir. Ek olarak, bu santrallerde tozlanmanın bir metrik ile izlenmemesi ve tozlanma kayıplarının belirsizliği, güç kayıplarına yol açarak sistemin etkinliğini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, güneş enerjisi santrallerinde panellerin kirlilik durumu kararı için bulanık mantık yönteminden yararlanarak, Internet of Things (IoT) tabanlı düşük maliyetli bir izleme sisteminin oluşturulması, güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranın hesaplanması ve güneş paneli kirlilik durumu kararının bulanık mantık ile karar verilmesi amaçlanmıştır. Bursa Teknik Üniversitesi Mimar Sinan Kampüsü'nde bulunan 2 özdeş güneş panel akım ve yüzey sıcaklığı gibi değerleri IoT tabanlı sensörler kullanılarak izlenmiş ve kayıt edilmiştir. Ölçülen bu değerlerden yararlanılarak güneş paneli çıkış gücü, ışınım, güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranı miktarı değerleri hesaplanarak gerçek verilerden oluşan ölçüm verileri oluşturulmuştur. Panellerden biri haftalık olarak temizlenmiş, diğeri ise temizlenmeyerek kirli olarak bırakılmıştır. Sensörler açık kaynaklı programlanabilir devre kartı olan ESP32'ye bağlanarak kullanılmıştır. Oluşturulan düşük maliyetli IoT tabanlı izleme sistemi oluşturulmuştur. Tez çalışmasında ayrıca bulanık mantık ile güneş panellerinin kirlilik durumunun tespiti için bir karar verici yöntem de geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde, güneş panellerinin güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranı bulanık mantık ile tahmin edilmekte, bu sayede güneş panellerinin kirlenme durumuna karar verilmektedir. Tez çalışmasından elde edilen sonuçlar, düşük maliyetli bir şekilde güneş enerjisi santrallerine ait IoT tabanlı bir izleme sisteminin gerçekleştirilebileceğini, panellerin güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranının hesaplanabileceğini, bulanık mantık karar verici sistemi ile de panellerin kirlilik durumu hakkında temizlik için karar alınabileceğini göstermiştir. Bu bakımdan tez çıktılarının pratikte de mevcut güneş enerjisi santrallerinde kullanılabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Solar power plants, known for their environmentally friendly structures, significantly contribute to reducing the carbon footprint and are emerging as a renewable alternative to conventional energy sources worldwide. The increasing use of these plants offers both environmental and economic advantages. However, one of the strengths of solar power plants, the traceability of production data, is often limited due to the high cost of sensors used. Additionally, the lack of monitoring metrics for dust accumulation and the uncertainty of dust-related losses can lead to power losses, negatively affecting the system's efficiency. This study aims to develop a low-cost, Internet of Things (IoT)-based monitoring system for solar power plants, utilizing fuzzy logic methods for pollution status decisions. The system calculates dust accumulation rates based on power output and uses fuzzy logic to decide on the pollution status of solar panels. At the Bursa Technical University Mimar Sinan Campus, two identical solar panels were monitored and recorded using IoT-based sensors to track values such as current and surface temperature. These measurements were used to calculate solar panel output power, irradiation, and dust accumulation rate, creating real data-based measurement records. One panel was cleaned weekly, while the other was left dirty. Sensors were connected to an open-source programmable circuit board, the ESP32, to create a low-cost IoT-based monitoring system. The thesis also developed a decision-making method using fuzzy logic for determining the pollution status of solar panels. The developed method uses dust accumulation rates based on solar panel power output to decide on the panels' pollution status. The results from the thesis show that an IoT-based monitoring system for solar power plants can be implemented cost-effectively, dust accumulation rates can be calculated based on power output, and pollution status decisions can be made using a fuzzy logic decision-making system. In this regard, the thesis outputs are thought to be applicable in existing solar power generation facilities in practice.
Benzer Tezler
- Binaya entegre fotovoltaik (PV) sistemlerin simülasyon ve gerçek üretim verilerinin karşılaştırılması
Comparıson of sımulatıon and real productıon data of buıldıng ıntegrated photovoltaıc (PV) systems
FATMA YETGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MimarlıkKonya Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK SAYIN
- Fotovoltaik sistemlerde yapay zeka yöntemleri kullanılarak sistem performans analizlerinin gerçekleştirilmesi
Performing system performance analysis using artificial intelligence methods in photovoltaic systems
EREN GÜLTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. HÜSEYİN ERİŞTİ
- STATCOM destekli bir FV generatörün arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesinin geliştirilmesinde bulanık mantık ve PI denetleyicilerin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of fuzzy logic and PI controllers on development of FRT capacity of a statcom-supported PV generator
BURAK TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- Fotovoltaik sistemlerde tozlanmanın panel verimi üzerindeki etkilerinin deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the effects of dust accumulation on panel efficiency in photovoltaic systems
MERVE TAN BAYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBatman ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL KAYRİ
- Fotovoltaik sistemlerde kullanılan klasik ve mgnt şarj kontrol cihazlarının deneysel karşılaştırılması
Experimental comparison of conventional and mppt charge controllers used in photovoltaic systems
FAİK NADİR AYAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN ASKER