Fotovoltaik sistem analizi ve Labview tabanlı mppt simülasyonu

Abstract

Bu çalışmada; Değişim ve Gözlem (P&O) algoritması ile Artımlı Geçiş (IncCond) algoritması metotları ve bu metotların kombinasyonu, farklı sıcaklık ve ışık şiddetindeki fotovoltaik (FV) panel güç üretiminin verimini arttırmak için kullanılmıştır. Maksimum güç noktası optimizasyonunu sağlayan diğer metotlar çalışmanın kapsamı dışında tutulmuştur.P&O metodu, MPPT sistemleri için en çok kullanılan metotlardan biridir. Dizinin çıkış gücünü kontrol ederek kendi çalışma gerilimindeki artma veya azalma miktarını karşılaştırır. Bu metot maksimum güç noktasını belirlerken yavaştır ve ani değişen hava şartlarında doğru neticeler vermekte başarısızdır. IncCond metodu ise, her iterasyonda gerçekleşen değişimlerin oranını arttıran farklı bir durum girerek, P&O metodunda görülen söz konusu eksiklikleri giderir. Bu iki tekniğin teorik bilgileri tezde verilmiş ve simülasyonları gerçekleştirilmiştir. İki tekniğin birleştirilmesi daha iyi sonuçlar verebilmektedir. Simülasyonda elde edilen sonuçlar literatürle karşılaştırılmış ve doğruluğu ispatlanmıştır.Bu farklı metotları kullanarak, sıcaklık ve ışık şiddeti parametreleri ile RS değerleri simüle edilerek, FV dizinin tepkileri incelenmiştir. Buna göre; sıcaklık artışında akım ve geriliminin olumsuz yönde etkilendiği, ışık şiddeti artışında ise, sıcaklığın tersine, bu değerlerin olumlu etkilenerek arttığı görülmüştür. RS direncindeki artışın da maksimum güç noktasını aşağıya çektiği gözlenmiştir. Yapılan çalışmada, RSH değerinin etkileri göz ardı edilmiştir.Kullanılan uygulama yazılımı, Labview, bu çalışmada da büyük kolaylıklar sağlamış ve çalışmanın güvenilirliğini ve sonucunu olumlu yönde etkilemiştir. MPPT sistemlerinin analizi için gerekli bilgilerin toplanması, analizi ve uygulama ortamına aktarılması da büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle veri toplama ve analiz (DAQ) sistemleri incelenmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda, gerçek zamanlı uygulamalar için uygun donanım olarak, NI FieldPoint endüstriyel kontrol sistemleri tavsiye edilmiştir.

In this study, Perturbation and Observation (P&O) Algorithm and the Incremental Conductance (IncCond) Algorithm methods and combination of these algorithms has been used to improve the efficiency of solar panel photovoltaic (PV) power generation system at different temperatures and at different insolation conditions. Other efficient methods of tracking the maximum power point (MPPT) beyond the scope of the study will not be discussed.The P&O method is one of the most widely used system in MPPT. It checks for output power of the array and compares its increase or decrease to the direction of perturbation of the operating voltage of the array itself. P&O technique is slow in finding the maximum power point, and consequently it can fail to produce accurate results in rapidly changing conditions. The IncCond technique removes some of these drawbacks of the P&O algorithm by introducing another condition which in turn increases the rate at which the perturbations are performed. The theoretical background of these two techniques is given in the thesis and simulations have been done. Combining the two techniques might yield better results. The results of the simulation have been compared with literature and proven its accuracy.Using these different methods, PV array response has been analyzed by simulating temperature and insolation parameters and RS value. Accordingly; it has been seen that the current and the voltage were affected negatively at temperature increase, and on the contrary, they were affected positively with insolation increase. It has also been seen that, the increase of the RS resistance pulled down the MPP. In this study, the affects of the RSH have been ignored.The application software, Labview, provided effortlessness in this study and affected the results and the credibility in a positive meaning. Acquiring, analyzing and transferring to the simulation environment of the necessary datum for MPPT system analyzing carry big importance too. Because of that, Data Acquisition and Analyzing (DAQ) Systems were surveyed. In the sight of the datum that have been obtained, NI FieldPoint industrial control systems were advised by appropriate hardware in real-time applications.