Evolutionary Optimization Methodology For Resonant Converter Design Considering Photovoltaic Systems
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MOHAMMED SAMI MOHAMMED MOHAMMED
Danışman: Revna Acar Vural
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Seri Rezonans Dönüştürücü (SRC) tasarım parametreleri, SRC'yi oluşturan rezonans tank devresi, transformatör ve doğrultucu devrenin devre karakteristiklerini değerlendirilerek hesaplanır. Bu özelliklerin değerlendirilmesi, parametrelerin genel sistem performansı üzerindeki çeşitli etkilerinin araştırılmasına yardımcı olur ve dönüştürücü parçalarını daha verimli ve birbirleriyle daha uyumlu olacak şekilde optimize eder. Transformatör, SRC'nin ana izolasyon kısmıdır ve bu parçanın optimum tasarımı, transformatör kayıplarının yanı sıra maliyet ve devre boyutunun azaltılmasını da sağlar. Tasarım doğruluğunu arttırmak için, 5 parametreli ve 9 parametreli transformatör modelleri önerilmiştir ve transformatör yüksüz kaybını (NLL) ve yük kaybını (LL) en aza indirmek için bu modellerin performansları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, trafo maliyetinin ve büyüklüğünün azaltılması başka bir amaç fonksiyonu olarak çalışılarak daha iyi bir devre performansı sağlanmıştır. Optimizasyon üç evrimsel algoritma (EA) kullanılarak gerçekleştirilmiştir: Önerilen iki modele göre transformatör kaybının en aza indirilmesi için Genetik Algoritma (GA), Diferansiyel Evrimsel Algoritma (DEA) ve Hakim Olmayan Sıralama Genetik Algoritma-II (NSGA-II). Tek ve üç fazlı transformatörler için tasarım parametrelerinin NLL ve LL üzerindeki etkilerini araştırmak için de optimizasyon süreci uygulanır. Akı yoğunluğu, transformatör tasarım parametreleri optimize edildikten sonra Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılarak hesaplanır. Toplam edinim maliyeti, yüksüz kayıp ve yük kaybı değerlerinin dikkate alındığı bir ölçüm aracı olarak kullanılır. SRC yenilenebilir bir enerji sistemi olan fotovoltaik (PV) sistem için tasarlanmıştır. İlk olarak, PV dizisi, hava koşulları dikkate alınarak seri bağlantılı 6 modül için inşa edilmiştir. Dizi karakteristikleri seçilen bölgeye (Yıldız Teknik Üniversitesi - Elektronik ve Haberleşme Binası Çatı Bölümü) ve gölgesiz veya gölgeli konfigürasyon fonksiyonlarına göre toplanır. Dönüştürücü topolojisi tasarlanırken daha iyi performans sağlamak için yıllık üretilen güç ve çıkış gerilimi değişimi bu tasarımdan elde edilir. Azimut açısı, eğim açısı, iki panel arasındaki mesafeler ve izleme türleri fotovoltaik veri toplama işlemi için ana optimizasyon parametreleridir. Helioscope ve Design Builder programı, seçilen bölgenin gerçek fotovoltaik tasarım modülünü simüle etmek için kullanılır.