Design and implementation of a solar PV water pumping system
Güneş PV su pompalama sisteminin tasarımı ve uygulaması
- Tez No: 982965
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT ULUĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sürdürülebilir ve enerji açısından verimli su pompalama çözümlerine olan talebin artması, güneş enerjili su pompalama sistemlerinin geliştirilmesine yol açmıştır. Bu araştırma, MATLAB/SIMULINK'te modellenen ve simüle edilen bir güneş fotovoltaik (PV) su pompalama sisteminin tasarımını ve uygulamasını sunmaktadır. Önerilen sistem bir PV dizisi, maksimum güç noktası izleme (MPPT) kontrolörü, DC-DC yükseltici dönüştürücü, üç fazlı voltaj kaynaklı invertör, endüksiyon motoru ve santrifüj pompadan oluşmaktadır. Çalışma, enerji kullanımını optimize etmek için değişen güneş ışınımı ve sıcaklık koşulları altında sistem performansını değerlendirir. PV dizisinden maksimum güç çıkarılmasını sağlamak için Artımlı İletkenlik (INC) tabanlı bir MPPT algoritması kullanılır. İnvertör, su pompasına güç veren endüksiyon motorunu çalıştırmak için kararlı AC gücü sağlar. Sistemin dinamik tepkisi, voltaj, akım, güç, hız ve tork özellikleri açısından analiz edilir. Simülasyon sonuçları, önerilen sistemin maksimum gücü etkili bir şekilde izlediğini ve minimum kayıpla sabit bir su akış hızı sağladığını göstermektedir. Sistem yüksek verimlilik ve maliyet etkinliği elde ederek, özellikle uzak ve şebekeden bağımsız yerlerde geleneksel dizel veya şebekeyle çalışan pompalara uygulanabilir bir alternatif haline getirir. Optimizasyon sonucu birden fazla kombinasyon sunar. İlk üçü enerji maliyeti (COE) ve net bugünkü maliyet (NPC) açısından en ekonomik olanlardır. Birincisi, N257,15 COE ve N8,98 milyon NPC'ye sahip PV, pil ve dönüştürücüdür. İkinci kombinasyon, N257,16 COE ve N9,10 milyon NPC'ye sahip çoklu PV, pil ve dönüştürücüdür. Üçüncüsü, N271,5 COE ve N9,61 milyon NPC'ye sahip PV, jeneratör, pil ve dönüştürücüdür.
Özet (Çeviri)
The rising demand for energy-efficient water pumping solutions and sustainable has led to the development of solar-powered water pumping systems. This research presents the design and implementation of a solar photovoltaic (PV) water pumping system, modeled and simulated in MATLAB/SIMULINK. The proposed system comprises of a PV array, maximum power point tracking (MPPT) controller, three- phase voltage source inverter, DC-DC boost converter, induction motor, and centrifugal pump. The study evaluates system performance under varying solar irradiance and temperature conditions to optimize energy utilization. An Incremental Conductance (INC)-based MPPT algorithm is employed to ensure maximum power extraction from the PV array. The inverter provides stable AC power to drive the induction motor, which powers the water pump. The system's dynamic response is analyzed in terms of voltage, current, power, speed, and torque characteristics. Simulation results show that the proposed system effectively tracks maximum power and delivers a steady water flow rate with minimal losses. The system achieves high efficiency and cost-effectiveness, making it a viable alternative to conventional diesel or grid-powered pumps, particularly in remote and off-grid locations. The optimization result gives multiple combinations. The first three are the most economical regarding cost of energy (COE) and net present cost (NPC). The first is the PV, battery and converter with N257.15 COE and an NPC of N8.98 million. The second combination is the multi-PV, battery and converter with N257.16 COE and an NPC of N9.10 million. Thirdly, the PV, generator, battery and converter with N271.5 COE and a NPC of N9.61 million.
Benzer Tezler
- Design and implementation of single phase solar water pumping system with MPPT control
MPPT kontrollü bir fazlı güneş enerjili su sulama sisteminin tasarımı ve uygulaması
ABDELA A S ESMEAIL
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. SELİM ÖNCÜ
Prof. Dr. NECMİ ALTIN
- Design and implementation of solar powered water pumping system with MPPT control
MPPT kontrollü güneş enerjili sulama sisteminin tasarımı ve uygulaması
HAMZA MOHAMED ALRAJOUBI
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ÖNCÜ
- Fotovoltaik su pompalama sistemi tasarımı ve modellenmesi
Photovoltaic water pumping system design and modelling
VOLKAN PEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİHA ERFAN KUYUMCU
- Design and control of an agricultural microgrid for grid-connected and off-grid applications
Şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız uygulamalar için tarımsal mikro şebekenin tasarımı ve kontrolü
MOHAMMADHOSSEIN MOKHTARE
Doktora
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Fotovoltaik panel beslemeli alternatif akım (AA) pompa motoru için sürücü devre tasarımı ve simülasyonu
Design and simulation of driver circuit for alternating current (AA) pump motor fed by photovoltaic panel
UĞUR HARMANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURETTİN BEŞLİ