Elektrik üretimi için düşük güçlü rüzgar enerji sistemi tasarımı
Low power wind energy system desing for electric generation
Yazar: AHMET TOPRAK
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN AKKAYA
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Enerji ihtiyacının sürekli artması, bunun yanında ise mevcut kaynakların kısıtlı ve tükenebilir olması, insanoğlunu alternatif enerji kaynakları bulma ve geliştirme yoluna itmiştir. Özellikle son yıllarda klasik enerji kaynaklarına ek olarak, yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde çalışmalar ve araştırmalar yapılmakta, uygulamalar gerçekleştirilmektedir. Bu durumda ilk akla gelen rüzgar türbinleri, kaynağını sürekli yenilenen rüzgardan alan, temiz, maliyeti düşük, dış ülkelere bağımlılığı azaltan sistemlerdir. Bu özelliklerinden dolayı günümüzde rüzgar türbinlerine olan ilgi artmaktadır.Bu çalışmada, inverter birimi PWM tekniği ile kontrol edilen tek fazlı bir rüzgar enerji sistemi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Uygulama için Selçuk Üniversitesi Bozkır MYO Yerleşkesi'ne 400 Wh enerji kapasiteli şebekeden bağımsız bir rüzgar türbini kurulmuştur. 5 m yüksekliğindeki su deposu üzerine kurulan rüzgar türbini; değişken hızlı, üç kanatlı olup kule yüksekliği 4,5 m'dir. Sistem; dahili şarj birimine sahip 400 Watt (12V DC) gücünde bir rüzgar türbini, 12 Volt 200 Amper/saat'lik bir jel akü, inverter ve çıkış transformatöründen oluşmaktadır. İnverterin kontrolü ve PWM sinyallerinin üretilmesi, 8 bitlik PIC16F877 mikrodenetleyici ile gerçekleştirilmiştir. Çıkışta 220 V, 50 Hz frekanslı PWM AC dalga şekilleri elde edilmiş ve değişken yük durumunda çıkış geriliminin sabit kalması sağlanmıştır. Sistem MATLAB simulink ortamında simüle edilmiş, simülasyon ve deney sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür.

Abstract:
The continuous increase of the energy demand and finiteness of exhaustion of present energy resources have forced the people to find and develop new sources of energy. As a result of this fact, there are many studies and research activities being conducted and new applications are developed. Wind turbines are among the most preferred being a clean, low cost and renewable energy source also it reduces the dependence on other countries. Therefore the interest on wind turbines is increasing.In this study, we have designed and realized a mono phase wind energy system whose inverter unit is controlled by the PWM technique. As an application, a wind turbine of 400 W capacities was installed on Bozkır MYO Campus of Selçuk University. The installed turbine, which is on the 5 m high water tank, is of the variable speed type with three blades and the tower height is 4,5 m. The system is composed of a 400 W (12 V) wind turbine with an internal charging unit, a gel battery of 12 Volt 299 Ah, an inverter and an output transformer. Control of the inverter and production of PWM signals is realized by using an 8-bit PIC16F877 microcontroller. We have obtained PWM AC signal output of 220 V rms amplitude and 50 Hz frequency and the output voltage is stabilized. System was simulated in the simulink module of MATLAB and it was observed that the results of simulation and experiment were in agreement.