Matlab/sımulınk programı kullanılarak örnek bir fotovoltaik sistemin modellenmesi

Abstract

Son zamanlarda fosil yakıtlı kaynakların giderek azalması ve bu kaynakların çevreye etkilerinden dolayı yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı önemli bir konuma gelmiştir. Temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları arasında bulunan güneş enerjisi, sınırsız bir potansiyele sahip olması, çevre kirliliğine yol açmaması, tükenmez oluşu gibi sebeplerden dolayı sıkça tercih edilmektedir. Ülkemiz güneş enerjisi açısından oldukça yüksek bir kaynak potansiyeline sahiptir. Fotovoltaik (PV) paneller üzerlerine düşen güneş ışığını doğrudan elektriksel enerjiye dönüştürebilme özelliğine sahiptirler. Dolayısıyla son yıllarda gelişmiş ülkelerde ve ülkemizde güneş enerji santrallerinin kurulumu artmaktadır. PV güneş enerji santrallerinde kullanılan panellerin çalışma koşulları enerji verimliliği açısından oldukça önemlidir. Bu nedenden dolayı kurulum ve işletmeye geçilmeden önce bölge hakkında çalışmaların yapılması ve tahminlerde bulunulması önem arz etmektedir. PV panelin üreteceği enerji miktarının doğru bir şekilde tahmin edilebilmesi için gerçek ortam koşullarının bilinmesi ve doğru bir matematiksel modelinin oluşturulması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında Monokristal bir yapıda olan PV panelin önce matematiksel modeli oluşturularak Matlab@Simulink programında analizi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarda güneş ışınımı ve hücre sıcaklığı değerlerinin panelin elektriksel performansını doğrudan etkilediği gözlemlenmiştir. Bu kapsamda sonuç olarak; Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Mühendislik Fakültesi çatısına kurulan sistem ile PV panelin gerçek ortam koşullarında gösterdiği performans sonuçları incelenmiştir. Çalışma sonucunda modelleme sonuçları ve deneysel sistem sonuçlarının benzerlik gösterdiği gözlemlenmiştir.

Recently, the use of renewable energy resources has become an important factor because of the gradually decreasing fossil fuel resources and their impact on the environment. Solar energy, which is among clean and renewable energy sources, is often preferred because of its unlimited potential, environmental pollution, inexhaustibility. Our country has a very high potential in terms of solar energy. Photovoltaic (PV) panels have the ability to convert solar light directly onto electrical energy. Therefore, in recent years, solar power plants are being installed in developed countries and developing countries like in our country. The working conditions of panels used in PV solar power plants are very important in terms of energy efficiency. For this reason, it is important to make studies and make estimations about the region before going into installation and operation. In order to accurately estimate the amount of energy produced by the PV panels, it is necessary to know the real ambient conditions and establish a correct mathematical model. In this thesis study, the mathematical model of the PV panel, which is a Monocrystal structure, was first created and analyzed in Matlab @ Simulink program. It was observed that the solar radiation and cell temperature values directly affect the electrical performance of the panel. Then, the system established at roof of the Faculty of Engineering of Osmaniye Korkut Ata University investigated the performance results of the PV panel in real environment conditions. As a result of the study, the similarity of model results and experimental system results was observed.