Farklı gölgelenme örüntüleri ve fotovoltaik bağlantı türleriyle pıl tabanlı maksimum güç noktası takip sisteminin incelenmesi
Investigation of pil based maximum power point tracking system with diffrent shading patterns and photovoltaic connection types
Yazar: ÇAĞRI BATUHAN OĞUZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AVCI ; DOÇ. DR. SALİH BARIŞ ÖZTÜRK
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Fotovoltaik = Photovoltaic ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Maksimum güç noktası = Maximum power point ; Örüntü = Pattern

Özet:
Fotovoltaik (FV) dizisi karakteristiğindeki Maksimum Güç Noktalarının (MGN) sayısının arttırılması, Maksimum Güç Noktası Takibi (MGNT) algoritmalarının MGN'yi bulmasını zorlaştırmaktadır. Ayrıca, FV panellerinin bağlantı türleri ve kısmi gölgeleme koşulu da MGN'lerin sayısını artırır ve FV dizisinin karakteristik eğrisini değiştirmektedir. Bu nedenle, FV dizisi kurulurken, FV panel bağlantı türü, kullanılacak MGNT algoritması ve kısmi gölgeleme örüntüleri çok önemlidir. Bu çalışmada, 5x5 FV panelden oluşan fotovoltaik sistemi Kısmi Gölgeleme Koşulu (KGK) altında TMS320F28335 DSP kiti kullanılarak Döngüdeki İşlemci (Processor-In-Loop, PIL) platformunda en sık kullanılan üç MPPT algoritmasının ve sekiz farklı bağlantı türünün testi gerçekleştirilmiştir. PIL sonuçları ve yapılan analizlere göre, verilen bağlantı türleri arasında Toplam Çapraz Bağlantı (Total-Cross-Tied, TCT), tüm KGK'lar altında en yüksek dizi çıkış gücünü sağlamaktadır. Bu bağlantı türünün çıkış gücü en yüksek değerine Çapraz (Diagonal, DG) gölgelenme örüntüsünde ulaşmıştır. Ayrıca, %65,73'lük bir maksimum Doluluk Faktörü (Fill Factor, FF) ve %10,40'lık bir minimum Uyumsuzluk Güç Kaybına (Mismatched Loss, ML) sahiptir. Ek olarak, neredeyse tüm test koşullarında (48 testten 35'ine), PSO algoritması Global Maksimum Noktasına (GMP) ulaşmıştır. Tüm bu sonuçlar, FV sistemin güç verimliliği için sadece MGNT algoritmalarının değil, aynı zamanda bağlantı türlerinin, kısmi gölgeleme modellerinin ve bunların hepsinin birlikte değerlendirilmesinin de büyük önem taşıdığını göstermektedir.

Abstract:
Increasing the number of the Maximum Power Points (MPPs) on the PV array characteristic deteriorate the performance of the MPPT algorithms. Additionally, the connection types of the PV panels and the pattern of partial shading can also increase the number of MPPs and can change the shape of the characteristics curve of the PV array. Therefore, it is highly important when installing a PV array the type of the PV panels connection, the MPPT algorithm to be employed and the partial shading patterns. This study tests the most commonly used three MPPT algorithms and eight different connection types on a Processor-In-Loop (PIL) platform using a TMS320F28335 DSP kit under five partial shading conditions (PSCs) with a 5x5 PV array. According to the PIL results and analysis, among the given connection types, the Total Cross Tide (TCT) type connection provides the highest array output power under all PSCs. It reaches its peak value under the diagonal (DG) shading patterns. Also, it has a maximum Fill Factor (FF) of 65.73% and a minimum Mismatch Power Loss (ML) of 10.40%. Additionally, under almost all test conditions (3 of 48 tests are excluded), the PSO algorithm reaches the Maximum PowerPoint (MPP). However, in many conditions (35 of 48 cases), the three employed algorithms have the same performance. All these results show that for the power efficiency of the PV system, not only the MPPT algorithms are important, but also the connection types, partial shading patterns, and their evaluation together are of great importance.