Düşük güçlü fotovoltaik enerji üretimi için maksimum güç noktasını takip eden algoritmanın geliştirilmesi

Abstract

Küresel rekabet şartları yüksek teknoloji gerektiren birçok elektriksel aygıtın fiyatlarının makul seviyelere düşmesine ve bunun sonucunda yatırım maliyetlerinin azalmasına yol açmıştır. Özellikle, yenilenebilir enerji uygulamalarında bu durum bariz bir şekilde görülmektedir. Bu yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde önem arz eden fotovoltaik enerjinin günümüzde konut, işyeri gibi birçok yerde elektrik enerjisi üretimi için gittikçe artan bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Konutlardaki uygulamalarda genellikle çatıya yerleştirilen sabit fotovoltaik paneller ile elektrik enerjisi üretilmektedir. Ancak fotovoltaik paneller sıcaklık ve ışınım düzeyi gibi çevresel şartlardan ciddi bir şekilde etkilenmekte, sistem verimi buna bağlı olarak azalan yönde değişmektedir. Buradaki dezavantajlı durumu gidermek için fotovoltaik sistemde her daim maksimum gücü sağlayacak şekilde bir ayarlamanın yapılması gerekir. Bu durum genel olarak maksimum güç takip sistemi olarak adlandırılır ve farklı yaklaşımlar ile dizayn edilmeye çalışılır. Bu tez çalışmasında, bir konutun çatısına monte edilmiş sabit fotovoltaik sistemin anlık ışınım düzeyi ve sıcaklığa göre en yüksek güç değerine ayarlayan takip sistemi tasarlanmaya çalışılmıştır. Tasarım daha çok yazılımsal temeli esas alan bir çalışma seklinde yürütülmüş, literatürdeki benzer çalışmalara göre görece tatminkar ve teşvik edici sonuçlar elde edilmiştir.Anahtar sözcükler: Yenilenebilir enerji uygulamaları, Fotovoltaik enerji üretimi, Maksimum güç takip sistemi, doğru akim dönüştürücüler, genetik algoritmalar ile optimizasyon

Terms of global competition have led to reduce the price of many electrical devices required high level technology to reasonable levels and fall in investment costs in particular; this may obviously be seen in renewable energy or similar applications. Among renewable energy sources, photovoltaic energy is increasingly used to generate electricity for homes and workplaces today. In residential buildings, power is usually generated by photovoltaic panels mounted on their roofs. However, environmental conditions such as irradiation level and temperature are extremely influential on photovoltaic panels and this leads to vary system efficiency depending on which with a sharp decrease. It is necessary to control the photovoltaic system to continuously produce its maximum power for elimination of this drawback. This is typically called maximum power point tracking system and is designed by few researchers through various approaches. In this thesis, a design of maximum power point tracking system for photovoltaic panels mounted on a roof of a typical residential building under instantly varying irradiation level and temperature is achieved. This design is initially based on software application work and has relatively produced meaningful and encouraging outcomes with respect to those of similar works carried out so far.Keywords: Renewable energy applications, Photovoltaic energy generation, Maximum power point tracking system, dc-dc converters, Optimization by genetic algorithms