PSO kontrollü dört fazlı ınterleaved arttıran dönüştürücü tasarımı ve analizi
Design and analysis of a PSO controlled four-phase interleaved boost converter
Yazar: FURKAN DURSUN
Danışman: DOÇ. DR. ALTAN GENCER
Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Alternatif enerji kaynakları = Alternative energy resources ; Elektrik enerji sistemleri = Electrical energy systems ; Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Fotovoltaik piller = Photovoltaic cells ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Güç mühendisliği = Power engineering ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Fotovoltaik (PV) sistemler, güneş enerjisini ışıma yoluyla elektriğe dönüştürerek yenilenebilir enerji üretiminde önemli bir rol oynar. Bu sistemlerin verimli çalışmasını ve maksimum güç çıkışı üretmesini temin etmek için Maksimum Güç Noktası Takibi (MGNT) algoritması kullanılması esastır. MGNT'yi optimize etmek için birçok algoritma geliştirilmiştir ve bunlardan biri, sürü zekâsından esinlenen Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritmasıdır. Arttıran dönüştürücüler, PV panellerinin gerilim ve akım çıkışını artırmak değişken ışıma şiddetlerine ve sıcaklık değerlerine uygun şekilde düzenleme yaparak PV panellerin maksimum güç noktasında çalışmasını sağlar. PSO algoritmasının yanı sıra, klasik çalışmalardan farklı olarak tez çalışmasında dört fazlı interleaved arttıran dönüştürücü kullanılmıştır. Anahtarlama elemanlarının fazlar arasında farklı çalışması olanağını sunan bu teknoloji sıradan topolojilere göre çok daha yüksek güçleri anahtarlamaya olanak sağlamaktadır. Simülasyonlar ve deneysel doğrulamalar, önerilen entegrasyonun sahip olduğu tekrarlı görev periyodu kontrolü ve hassas güç ölçümü sayesinde geleneksel MGNT tekniklerinden daha iyi performans gösterdiğini göstermektedir. Bu özellikler vasıtasıyla, değişken ışıma şiddetlerinde ortalama %98 verimde kararlı bir algoritma ile dört fazlı interleaved arttıran dönüştürücü kontrolü sağlanmıştır.

Abstract:
Photovoltaic (PV) systems, which convert solar energy into electricity through irradiation, play a crucial role in renewable energy generation. To ensure these systems operate efficiently and maximize power output, Maximum Power Point Tracking (MPPT) is essential. Numerous algorithms have been developed to optimize MPPT, one of which is the metaheuristic Particle Swarm Optimization (PSO) inspired by swarm intelligence. Boost converters are used to increase and regulate the voltage and current output of PV panels, ensuring they operate at the MPP under varying irradiation and temperature conditions. In addition to the PSO algorithm, a four-phase interleaved boost converter has been utilized in this thesis, distinguishing it from conventional studies. This technology, which enables switching elements to operate differently across phases, allows for switching much higher power levels compared to ordinary topologies. Simulations and experimental result verify (confirm validate) that the proposed integration exhibits superior performance over traditional MPPT techniques, thanks to its repetitive duty cycle control and precise power measurement capabilities. Through these features, a stable algorithm controlling the four-phase interleaved boost converter has been achieved with an average efficiency of 98% under varying irradiance conditions.