Fotovoltaik sistemler için mikrodenetleyicili en yüksek güç noktasını izleyen bir konvertörün gerçekleştirilmesi

Abstract

Fotovoltaik kaynaklı enerji üretim sistemlerinden mümkün olabilecek en yüksek gücü elde edebilmek ancak en yüksek güç noktası takibi (MPPT) yöntemleri ile mümkün olabilmektedir. Yüksek frekanslı anahtarlama elemanları ile manyetik malzemelerdeki güç sınırları ise, MPPT işleminin gerçekleştirildiği güç dönüştürücü katı tasarımına önemli sınırlamalar getirmektedir. Ayrıca, çeviricinin güç bölgesinin tamamında sabit frekans değerinde çalıştırılması, verim düşüklüğünün yanında çevresel bozucu etkiler de oluşturmaktadır.Yapılan bu çalışmada, faz kaydırma etkisiyle toplam anahtarlama frekansını doğal olarak ikiye katlayan ve gerekli olduğu kadar paralel çalışabilen faz kaydırmalı sıralı-artıran (interleaved-boost) çevirici yapısı MPPT tekniği ile birlikte uygulanmıştır. Böylece, düşük maliyetli manyetik devre elemanları ile güç anahtarlarının kullanılabilmesiyle yüksek güç uygulamalarında maliyetin düşürülmesi de mümkün olabilmiştir. Denetleyici olarak yine düşük maliyetli ve ihtiyaçları karşılayan PIC18F452 mikro denetleyicisi kullanılmıştır. Tasarlanan devre, DA baraya bağlı ve mikro denetleyici tarafından denetlenen ikinci bir bağımsız anahtar yardımı ile akü grubunu önceden ayarlanan bir akım değerinde şarj edebilecek yapıdadır. Benzetim ve uygulamadan elde edilen sonuçlar geleneksel artıran yapısı ile karşılaştırılarak önerilen yapı ve denetim tekniğinin üstünlükleri açıklanmıştır.

Obtainable maximum power generation from PV based energy production systems is only possible with Maximum Power Point Tracker (MPPT) methods. Magnetic components and the high frequency switches limit the power rate of the MPPT converters. In addition, working with constant frequency in all power range causes environmental noise effect and low efficiency.In this study, interleaved boost converter structure that doubles the switching frequency naturally by phase shifting and can operate parallel when necessary has been applied with a MPPT method. Thus the cost reduction in high power application can be possible with using low cost magnetic components and power switches. PIC18F452 low cost microcontroller is used as a controller. The designed circuit has also been able to charge the battery group with desired current value with a second independent switch that is connected to DC bus and controlled by microcontroller. The advantages of the proposed converter structure and control technique have been explained by comparing the simulation and experimental results with a traditional boost converter.