PVSYST VE MATLAB/Simulink programları ile tasarlanan bir fotovoltaik sistemin simülasyon sonuçlarının karşılaştırılması
Comparison of simulation results of a photovoltaic system designed with PVSYST VE MATLAB/Simulink programs
Yazar: BÜŞRA KARACA
Danışman: PROF. DR. ADEM ACIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Dünya nüfusunun artmasıyla ve teknolojinin gelişmesiyle enerji ihtiyacı gün geçtikçe daha da artmaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacının çoğunluğu fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Fosil yakıtların rezervinin sınırlı olması, çevreye zarar vermesi ve küresel ısınmaya sebep olması gibi nedenlerle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi arttırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakların bazıları; güneş, su, rüzgâr, biyokütle ve diğerleridir.  Bunlar arasında en çok tercih edilen güneş enerjisi sistemleridir. Güneş enerji sistemleri, ülkemizde de son zamanlarda oldukça ön plana çıkmıştır. Herhangi bir fotovoltaik (FV) projesini uygulamadan önce elektrik üretimini, güvenilirliğini ve maliyetlerini optimize etmek için teknolojik ve ekonomik fizibilite yapılması gerekmektedir. Bugün itibariyle, bir FV sistemi tahmin etmek ve optimize etmek için çeşitli simülasyon araçları oluşturulmuştur. Bu çalışmada PVsyst ve Matlab/Simulink programları kullanılarak Ankara ilinde 75 kW'lık bir FV sistem tasarlanmıştır ve iki programdan elde edilen simülasyon çıktıları karşılaştırılmıştır. Matlab/Simulink ile MGNİ (Maksimum Güç Noktası İzleyici) algoritması kullanılan ve kullanılmayan iki tasarım yapılmıştır. Matlab/Simulink MGNİ algoritması kullanılan tasarımın çıkış verileri PVsyst'e göre daha yüksek elde edilmesine rağmen çıkış güçleri oldukça yakın çıkmıştır. PVsyst programında sıcaklık değerleri Matlab/Simulink'e göre daha etkili sonuçlar alınmasını sağlamıştır. Matlab/Simulink daha çok ışınım değerinin yüksek olduğu yaz aylarında daha yüksek çıkış gücü vermiştir. İki program ve üç tasarım sonuçları arasındaki aylık farklar oldukça değişkendir. PVsyst ile Matlab/Simulink MGNİ algoritmalı tasarımda %0,36 ile %10,72 arasındadır. PVsyst ile Matlab/Simulink MGNİ algoritmasız tasarımda %14,21 ile %43,71 arasındadır. Matlab/Simulink MGNİ algoritmalı tasarım ile Matlab/Simulink MGNİ algoritmasız tasarımda  %17,65 ile %49,32 arasındadır. MATLAB/Simulink programının sıcaklık değişimine duyarlılığı PVsyst programına göre daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca MGNİ algoritmalarının değişken olması, verilerin otomatik veya manuel girişinin olması gibi nedenler de fark oluşmasında etkilidir.

Abstract:
With the increase in the world population and the development of technology, the need for energy is increasing day by day. Today, the majority of energy needs are met from fossil fuels. The limited reserves of fossil fuels have increased the tendency towards renewable energy sources due to reasons such as harming the environment and causing global warming. Some of the renewable energy sources; sun, water, wind, biomass and others. Among them, the most preferred solar energy systems. Solar energy systems have recently come to the fore in our country as well. Before implementing any photovoltaic (PV) project, technological and economic feasibility is required to optimize electricity generation, reliability and costs. As of today, various simulation tools have been created to predict and optimize a PV system. In this study, a 75 kW PV system was designed in Ankara using PVsyst and Matlab/Simulink programs and the simulation outputs obtained from the two programs were compared. With Matlab/Simulink, two designs were made with and without MPPT (Maximum Power Tracker algorithm. Although the output data of the design using the Matlab/Simulink MPPT algorithm was higher than that of PVsyst, the output powers were quite close. Temperature values in the PVsyst program provided more effective results than Matlab/Simulink. Matlab/Simulink gave higher output in the summer months when the irradiance value is higher. The monthly differences between the two programs and the three design outcomes are highly variable. It is between 0.36% and 10.72% in the design with PVsyst and Matlab/Simulink MPPT algorithm. Matlab/Simulink MPPT with PVsyst is between 14.21% and 43.71% in the design without algorithm.  With Matlab/Simulink MPPT algorithm design and Matlab/Simulink MPPT design without algorithm, it is between 17.65% and 49.32%. It has been determined that the sensitivity of the MATLAB/Simulink program to temperature change is higher than the PVsyst program. In addition, reasons such as the variable MPPT algorithms and the automatic or manual entry of the data are also effective in the difference.