Fotovoltaik su pompalama sistemi tasarımı ve modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, güneş enerjisinden fotovoltaik (FV) ilkeye bağlı olarak üretilen elektrik enerjisi ile dalgıç pompaların çalıştırılması için gerekli mekanik enerjinin sağlanması durumunda, güneş enerjili sulama sisteminin gerçeklenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, her birinde toplam 96 adet FV hücre bulunan 4 adet modülden oluşan toplam 3 dizi halindeki FV sistemin; akım, gerilim ve güç gibi elektriksel özellikleri ile FV sistemin verimi belirlenmiştir. Ayrıca pompalanan su debileri, pompanın hidrolik güç ve motorun elektriksel güç değerleri hesaplanmıştır. FV panellerden elde edilen enerji DC/DC dönüştürücü üzerinden pompa motorunun (Fırçasız DC motor) sürücüsü beslenmiştir. MPPT algoritmaları ile DC/DC dönüştürücünün anahtarlama sinyali kontrol edilmiş olup, sürekli olarak maksimum gücün elde edilmesi amaçlanmıştır. Sistemin amacı, şebeke elektriğinin olmadığı yerlerde sulama amaçlı olarak fotovoltaik sistemlerin kullanılabilmesi için bir model geliştirmektir. Simülasyon sonucunda sistemin su debisi, ayrıca pompa motoru, DC/DC dönüştürücü ve panellerin akım, gerilim, güç, moment gibi performans değerleri gözlemlenmiştir.

In this study, implementation of solar irrigation system is intented in the case to provide the necessary mechanical energy for operating the pump with the electricity produced by depeding on photovoltaic (PV) principle. For this purpose the electrical properties such as current, voltage and power output and efficiency values of the PV system consists of three array including 96 cells in each module, are determined. Also pumped water flow, hydraulic power and electrical power value of the pump motor is calculated. The pump motor driver (Brushless DC Motor) is fed through DC/DC converter with the electrical energy obtained from PV panels. The switching signal is controlled on DC/DC converter by MPPT algorithms. In this way it is aimed to obtain the maximum power continously. The main purpose of system is to develop a model to be used for irrigation in remote areas without electricity supply systems. System flow rate, also the pump motor, DC/DC converter and the panel's operating values (the current, voltage, power, torque etc.) are observed from the simulation results.