Yüksek Güç Faktörlü Şebeke Bağlı Bir PV Sistemin Modellenmesi ve Farklı Işınımlar Altında Kontrolü


Creative Commons License

AKBOY E.

European Journal of Science and Technology, ss.794-802, 2019 (Diğer Kurumların Hakemli Dergileri)

  • Basım Tarihi: 2019
  • Doi Numarası: 10.31590/ejosat.627188
  • Dergi Adı: European Journal of Science and Technology
  • Sayfa Sayıları: ss.794-802

Özet

Günümüzde gelişen teknolojiye bağlı olarak enerji tüketimi hızla artmakta, buna karşılık enerji kaynakları hızla tükenmektedir. Elektrik enerjisinin üretiminde kullanılan kömür, doğalgaz ve uranyum v.b. yenilenemeyen kaynaklarının kurulumu zordur. Aynı zamanda karbon içeriğine sahip olmaları sebebiyle çevre kirliliğine ve küresel ısınmaya yol açmaktadır. Böylece, güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Özellikle, güneş enerjisinin her daim var olan bir enerji olması sebebiyle daha çok tercih edilmektedir. Güneşten elde edilen enerji ışınıma, panel sıcaklığına ve kirliliğine bağlı olarak değişebilmektedir. Güneş panellerinin çıkışındaki gerilim ve akım arasında nonlineer bir ilişki bulunmakta ve güneşten elde edilen güç sürekli değişmektedir. Bu sebeplerden dolayı, bir güneş panelinden maksimum enerji çekmek üzere Maksimum Güç Noktası Takibi (MGNT) algoritmaları geliştirilmektedir. Bu algoritmalar arasında en yaygın ve uygulaması en kolay olan Sars ve Gözlemle (S&G) metodudur. Bu çalışmada, yüksek güç faktörlü şebeke bağlı bir PV sistemin modellenmesi ve farklı ışınımlar altında kontrolü ile şebekeye etkileri incelenmiştir. Sunulan PV sistemi, yükseltici tür dönüştürücü ile tam köprü tür inverterin birleştirilmesi ile oluşturulmuştur. Sistemin girişinde, istenilen güç ve gerilimi sağlamak üzere PV paneller seri olarak bağlanmıştır. Yükseltici tür dönüştürücü, S&G algoritması ile çalıştırılarak MGNT sağlanmaktadır. Aynı zamanda inverter, Ortalama Akım Mod Kontrol (OAMK) yöntemi ile çalıştırılarak, şebekeye yüksek Güç Faktörü (GF) ile akım verilmesi sağlanmaktadır. Burada her iki devre de analog olarak kontrol edilmektedir. Bu amaçla, 1 kW gücü ve 100 kHz anahtarlama frekansına sahip şebeke bağlı bir PV sistem kurularak, PSIM programı ile simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistemde 250 W-1000W/m2 ışınım özelliklerine sahip 4 eş panel seri bağlanmıştır. Farklı ışınım ve güç değerleri altında sistem çalıştırlarak, sistemin kontrolü ile şebeke etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda farklı koşullar altında hedeflenen sistemin, ilgili kontrol algoritmalarına bağlı olarak hızlı dinamik cevap verme süresine sahip olduğu ve şebeke tarafında her daim yüksek GF elde edildiği gözlemlenmiştir.