Fotovoltaik sistem güç karakteristiklerinin deneysel yöntemle belirlenmesi

Abstract

EXPERIMENTAL EVALUATION OF PHOTOVOLTAIC SYSTEM'SPOWER CHARACTERISTICSMetin AYDINSUMMARYIn the first phase of this experimental research, an experimental set-up alongwith a data acquisition system was designed to determine PV panels' performances underreal atmospheric conditions. The electrical connections and arrangement of three devices,computer, multimeters and adjustable resistance aparat, were priorly met. The ergonomicalPV racks with two-axis tracking and one-axis tracking systems were then construted inMachinery Factory of Harran University. These racks provide slope-adjustmens for PVpanels respectively with 5 and 3 degree intervals.Second, the theoreticals models for characterization of PV panels werereviewed and an appropriate model for PV panel under investigation was selected.The theoretical characterization of the panel was made by writing our own codes inFortran and C++ programming languages.In the next step of the thesis, optimal electrical load to produce maximum PVpower was experimentally determined for a single panel. The monthly performancesof the panel by using optimal electrical load were measured during a year underSanliurfa meteorological conditions. Besides, the influence of panel slope on poweroutput was determined by using two panels: one of which had optimal monthly slopeangle, the other had constant yearly slope angle. Finally, the optimal electrical loadswere determined for multiple panels having different electrical configurations. Theconfigurations investigated were 2s*2p (2 series + 2 parallels), 1s*4p, and 4s*1p.

FOTOVOLTAİK SİSTEM GÜÇ KARAKTERİSTİKLERİNİNDENEYSEL YÖNTEMLE BELİRLENMESİMetin AYDINÖZETBu deneysel tez çalışmasının ilk aşamasında fotovoltaik panellerin doğalatmosfer şartlarındaki performansının tespitine olanak sağlayan bilgisayar desteklibir ölçüm ve kayıt sistemi kurulmuştur. Güneşi 2 eksende (yatay-düşey) takip eden 2adet ve tek eksende (düşey) takip eden basit ve ekonomik sistem sehpaları HarranÜniversitesi Makine Fabrikası?nda üretilmiştir. Bu sehpalar farklı eğim açılarındaölçüm yapılmasına olanak sağlamakta ve 3-5?er derece aralıklarla eğimiayarlanabilmektedir.İkinci olarak ölçümlerde kullanılan fotovoltaik panellerin teorik modellemesiiçin literatürdeki matematiksel modeller incelenmiş ve panel katalog verilerininmodelleme için yeterli olduğu bir matematiksel model seçilmiştir. Bu matematikselmodelleme için Fortran ve C++ programlama dillerinde algoritmalar oluşturularakpanel karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir.Çalışmanın bir diğer aşamasında tek bir PV panelin maksimum gücüüretebileceği optimum yük değeri deneysel olarak tespit edilmiştir. Tek panel içintespit edilen bu optimum yük değeri kullanılarak, Şanlıurfa ili meteorolojikşartlarında PV panellerin performansı yılın tüm ayları için ölçülmüştür. Ayrıca, birisioptimum aylık eğim açısında, diğeri ise yıllık sabit eğim açısında yerleştirilen 2 adetPV panel kullanılarak, eğim açısının sistem güç çıktısı üzerindeki etkileriaraştırılmıştır. Bir sonraki aşamada sistemde mevcut bulunan toplam 4 adet PVpanelin birbirine farklı kombinasyonlarda bağlandığı panel konfigürasyonları içinoptimal yük direncinin tespit edilmesi sağlanmıştır. Araştırılan panelkonfigürasyonları 2s*2p (2 seri + 2 paralel), (1s*4p) ve (4s*1p) olmuştur.Elde edilen sonuçlar, fotovoltaik sistemler üzerinde gerçek atmosferikkoşullarda elde edilen güç değerlerinin, teorik beklentilerden farklı olduğunugöstermektedir. Deneysel olarak elde edilen sistem güç çıktısı üzerinde; elektrikselyük değeri, eğim açısı ve elektriksel bağlantı konfigürasyonu gibi parametrelerinetkisinin oldukça önemli olduğu gözlemlenmiştir.