Güneş panellerinde kullanılan maksimum güç izleme tekniklerinin karşılaştırılması
Comparison of maximum power tracking techniques used in solar panels
Yazar: ABDULLAH KARABAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ONUR ÖZDAL MENGİ
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Maksimum güç noktası = Maximum power point ; PI denetleme = PI control ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization

Özet:
Yenilenebilir güneş enerji sistemlerinde, kısıtlı zaman diliminde ve değişen atmosferik şartlarda güneş enerjisinden elde edilecek enerjinin verimli şekilde yüke aktarılması son derece önemli ve gereklidir. Güneş enerjisinden maksimum seviyede yararlanamayan sistemlerde, fotovoltaik panel sayısı artışı, verim düşüşü ve maliyet artışından bahsedilebilir. Bu durumda; güneş enerjisinden alıcıların maksimum seviyede yararlanabilmesi, fotovoltaik panellerden en üst seviyede yararlanabilmeye bağlıdır. Bunun içinde maksimum güç noktası izleyiciler kullanılmalıdır. Farklı pek çok çeşit maksimum güç noktası izleme teknikleri vardır, bu tekniklerin kendine göre avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır.
Bu çalışmada maksimum güç noktası izleme tekniklerinden Değiştir Gözle, Artan İletkenlik ve Açık Devre Gerilim yöntemi ayrı ayrı kullanılmış olup, yük üzerinde sabit bir gerilim elde edebilmek amacıyla, harici bir kurşun asit batarya iki yönlü dönüştürücü ile birlikte sisteme eklenmiştir. Gerek yük üzerindeki gerilimi belirli bir seviyede tutmak, gerekse, kurşun asit bataryanın şarj ve deşarjını kontrol etmek için ortalama akım mod tipi, kontrolör kullanılmıştır. Bu sayede güneş enerjisinden kaynaklı değişimlere hızlı cevaplar verilebilmiştir. Kontrolörlerin Kp ve Ki parametrelerini tesbit etmek için, Geleneksel yöntemlerden Ziegler-Nichols yöntemi kullanılmış, geleneksel yöntemler ile Meta sezgisel algoritmalardan Parçacık Sürü Optimizasyon (PSO) ve Çakal Optimizasyon Algoritması (ÇOA) kullanılmıştır. Geleneksel yöntemle bulunan Kp ve Ki katsayıları, metasezgisel algoritmalar ile bulanan Kp ve Ki katsayılarının etkinlikleri ve yük üzerinde karşılaştırmalı sonuçları, şekiller halinde verilmiştir.

Abstract:
In renewable solar energy systems, it is extremely important and necessary to efficiently transfer the energy to be obtained from solar energy in a limited time period and changing atmospheric conditions. In systems that cannot benefit from solar energy at the maximum level, increase in the number of photovoltaic panels, decrease in efficiency and increase in cost can be mentioned. In this case; the maximum benefit of the buyers from the solar energy depends on the maximum benefit from the photovoltaic panels. Maximum power point trackers should be used for this. There are many different types of maximum power point tracking techniques, which have their own advantages and disadvantages.
In this study, Perturbation and Observation, Increased Conductivity and Open Circuit Voltage method, which are the maximum power point tracking techniques, were used separately, and an external lead acid battery was added to the system together with a bidirectional converter in order to obtain a constant voltage on the load. In order to keep the voltage on the load at a certain level and to control the charge and discharge of the lead acid battery, an average current mode type controller is used. In this way, rapid responses could be given to changes caused by solar energy. In order to determine the Kp and Ki parameters of the controllers, Ziegler-Nichols method, one of the traditional methods, was used, Particle Swarm Optimization (PSO) and Coyote Optimization Algorithm (COA) were used with traditional methods, Kp and Ki coefficients found by the traditional method, the efficiencies of the coefficients Kp and Ki found by using metaheuristic algorithms, and their comparative results on the load are given in figures.