Design and implementation of a DC-DC converter for renewable energy source powered systems
Yenilenebilir enerji kaynaklı sistemler için DC-DC dönüştürücü tasarımı ve uygulaması
- Tez No: 987239
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT MUSTAFA SAVRUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrik sistemleri, artan talep, arz güvenliğine ilişkin belirsizlikler ve karbon azaltım hedeflerinden kaynaklanan eşzamanlı baskılarla karşı karşıyadır; bu durum, yerinde enerji çözümlerini modern enerji sistemlerinin başlıca odak alanlarından biri haline getirmiştir. Uygun koşullar altında üretim ve depolama birimlerinin tüketim noktasına yakın konumlandırılması, şebeke yüklenmesini azaltma potansiyeli taşımaktadır. Bu bağlamda, doğru akım (DA) mikro şebekeler, yerel üretim, enerji depolama entegrasyonu ve hassas güç yönetimine uygunlukları nedeniyle giderek önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, söz konusu gereksinimlerden yola çıkılarak, bir DA kaynağı, bir batarya ve dengelenmiş bipolar çıkışlar arasında kontrollü güç alışverişini sağlayan yeni bir batarya bağlı bipolar DA-DA dönüştürücü önerilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Topoloji, görev oranının batarya gücünü doğrudan düzenlediği bir batarya bağlantılı DA barası oluşturan bir yükseltici kademesi kullanmaktadır. Bunu izleyen izole kademe, toplam bipolar çıkış gerilimini faz kaydırmalı kontrol ile düzenlemekte ve kendi doğal dengeleme özelliği sayesinde bipolar çıkışlar arasındaki gerilim simetrisini korumaktadır. Topoloji, enerji depolama biriminin ilave arayüz devrelerine gerek kalmadan doğrudan bağlanmasına olanak tanımakta; doğal dengeleme özelliği ise ek algılama veya dengeleme devrelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak sistemin karmaşıklığını ve maliyetini azaltmaktadır. Önerilen topoloji, yapılan simülasyon ve deneysel çalışmalarla doğrulanmış olup, portlar arasında güvenilir güç alışverişini sağlarken bipolar çıkışların dengede tutulduğunu göstermiştir. Ayrıca, doğal dengeleme özelliği hem simetrik hem de asimetrik yük koşulları altında sınanmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electricity systems are confronted with concurrent pressures arising from growing demand, supply security uncertainties, and carbon reduction goals. This dynamic thereby positions on-site energy solutions as a prominent focus within modern energy systems. End-use placement of generation and storage units can mitigate network loading under suitable conditions. Within this context, DC microgrids are gaining prominence due to their suitability for local generation, storage integration, and precise power management. Motivated by these needs, this study proposes and experimentally validates a novel battery-coupled bipolar DC-DC converter that enables controlled power exchange among a DC source, a battery, and regulated bipolar outputs. The topology employs a boost stage that establishes a battery-coupled DC bus, where the duty ratio directly regulates the battery power. This is followed by an isolated stage in which phase-shift control regulates the total bipolar output voltage, while its inherent balancing characteristic maintains symmetry between the bipolar outputs. The topology enables direct connection of the energy storage unit without extra interface stages, and its natural balancing property eliminates additional sensing or balancing circuits, thereby reducing system complexity and cost.The proposed topology has been validated through simulations and experimental tests, demonstrating reliable power exchange among the ports while maintaining balanced bipolar outputs. Furthermore, the inherent balancing characteristic was verified under both symmetric and asymmetric load conditions with successful outcomes.
Benzer Tezler
- 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
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL IRMAK
- Güneş pili kaynaklı hidrojen üretim sistemi için yapay sinir ağları denetimli DA-DA çevirici tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and Implementation of Artificial Neural Network Controlled DC-DC Converter for Solar Cell-Based Hydrogen Production System
ERCAN AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTFA ERGİN ŞAHİN
- Desıgn and optımızatıon of an MPP DC-DC boost converter for a PV system.
Bir FV sistemi için mppt DC-DC boost dönüştürücünün tasarımı ve optimizasyonu
KHALID ALI SH MOHAMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOstim Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN KÖSE
- Design and implementation of single input multiple output (SIMO) DC-DC buck converter for solar energy application
Güneş enerji uygulaması için tek giriş çoklu çıkış (SIMO) DA-DA Buck Converter'in tasarımı ve uygulanması
ILYASS ABDILLAHI ADEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KAHVECİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ERĞİN ŞAHİN
- Üç fazlı DAB türü DC-DC dönüştürücü analizi tasarımı ve uygulaması
Analysis design and implementation of a three-phase dual active bridge DAB type DC-DC converter
CEVHER SAMİ BİRSİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM AKBOY