İki eksenli güneş takip platformlarında eğik eksenli tasarım uygulaması ve eksen motorlarının enerji tüketiminin incelenmesi
Inclined axis design application on two axis sun tracking platforms and examination of energy consumption of axis motors
Yazar: İLKAY KUNDUZ
Danışman: DOÇ. DR. NURAN YÖRÜKEREN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Enerji talebinin sürekli arttığı günümüzde, yenilenebilir enerji kaynağı olarak fotovoltaik panellerin kullanımı giderek artmaktadır. Daha önce yapılan bir çok akademik çalışmada, fotovoltaik sistemlerinin sabit montaj durumu ile hareketli platform üzerindeki uygulamaları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Uygulamaların yapıldığı coğrafik koşullara bağlı olarak sayısal değer değişmekle beraber iki eksende hareketli fotovoltaik sistemlerinin verimlerinin daha yüksek olduğu doğrulanmıştır. Bu çalışmada ise hareketli platformların fotovoltaik panel enerji üretimini arttırırken beraberinde getirdiği enerji tüketimini minimum düzeye indirgeyecek, eğik kutupsal eksenli bir tasarım geliştirilmiştir. Eksen hareketleri için piyasada kolay bulunan düşük maliyetli doğru akım motorları seçilmiştir. Programlanabilir mantık kontrolör (PLC) kullanılan sistem, güneş takibini sensör kullanmadan matematiksel hesaplama ile yapmaktadır. Tasarlanan sistemde mikroevirici kullanılarak üretilen enerji şebekeye verilmekte ve böylece depolama sistemine ihtiyaç duyulmamaktadır. Tasarımın en önemli yeniliği günlük bazda tek eksen çalışarak çift eksen çalışan takip platformlarına yakın bir verim elde etmesidir. 260Wp gücünde bir prototipi yapılan sistem, İstanbul ili Tuzla ilçesi şartlarında iki eksen, tek eksen ve sabit olarak çalıştırılmıştır. Sistemin alternatif akım, gerilim ve enerji değerleri elektronik sayaç ile takip edilmektedir. Bu çalışma sonucunda iki eksenli sistem verimi 22,1% çıkarken, tasarımın önerilen tek eksenli çalışma şekli 20,8%  çıkmıştır.

Abstract:
Energy demand is constantly increasing nowadays, the use of photovoltaic panels as a source of renewable energy steadily increases. The photovoltaic system applications on movable platform and fixed installation sitution have been examined comparatively in many academic studies previously made. It has been verified that the efficiency of two-axis movable photovoltaic systems are higher than others,   although the numerical values changed  depending on the geographical conditions in which applications are made. In this study, an inclined polar axis design is developed to reduce energy consumption to minimum level while moving platforms are increasing the energy production of photovoltaic panels. Low cost DC motors that are easily found in the market were chosen for axis movements. PLC controlled system performs solar tracking by mathematical calculation without using any sensor. In the designed system, the produced energy supplies the grid by using the microinverter and so that the storage system is not needed. The most important innovation of the design is that it works in single axis mode on a daily basis and achieves an efficiency close to double axis working tracking platforms. A prototype system with 260Wp power has been operated in two-axis mode, single-axis mode and fixed mode under conditions of Tuzla district of Istanbul province. Alternative current, voltage and energy values of the system are monitored by electronic meter. As a result of this study, proposed single axis working style of the design appeared 20.8%  while the two-axis system efficiency was 22.1%.