Fotovoltaik sistem tasarımı
Photovoltaic system design
Yazar: ZAFER KAPLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NİYAZİ SERDAR TUNABOYLU
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynaklarının tüketiminin hızla arttığı günümüzde, güneş enerjisinin kolay ulaşılabilir olması ve doğada bol miktarda bulunması, güneş enerjisini, diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına göre bir adım öne çıkarmıştır. Özellikle fotovoltaik (PV) yöntem ile güneş enerjisinden elektrik elde etmek için gerekli teknolojik altyapının hızlı gelişimi, PV sistemlerin günlük hayatımıza entegre edilmesi sürecini de hızlandırmıştır.Bu çalışmada, öncelikle fotovoltaik sistemlerle ilgili temel tanımlamalar yapılmış olup fotovoltaik (PV) hücrenin Matlab ortamında akım-gerilim eğrisi çizdirilmiştir. Daha sonra ise ? BP SX 170B PV ? modülünün katalog değerleri kullanılarak modellemesi yapılmıştır. Seri direncin (RS), PV sistemin çalışma noktası ve çalışma gücü üzerindeki etkisi gözlenmiştir. PV modülde ortam sıcaklığının ve ışınımın I-V eğrisine etkisi Matlab m-file kullanılarak çizdirilmiştir.PV modüllerin sıcaklıktan olumsuz yönde etkilendiği ve sıcaklık arttıkça PV modüllerin çıkış gerilimi ve gücünün azaldığı gözlemlenmiştir. PV'ler için en uygun ortamın soğuk ve güneşli ortamlar olduğu anlaşılmıştır. PV modülün çalışma gücü Matlab kullanılarak hesaplanmış, maksimum çıkış gücünde çalıştırılması sağlanmıştır.Üç farklı PV model simülasyonu hazırlanmış olup bu üç model arasında kıyaslama yapılmıştır. PV Modül+Batarya sisteminde elde edilen değerler değerlendirilmis ve sistemin kararlılığı irdelenmiştir. Simülasyonlarda elde edilen veriler kullanılarak güneş pili veriminin arttırılması ve akümülatörün kararlı bir yapıda çalışması için çaba harcanmıştır.Yapılan benzetim çalışmaları sonucunda, PV sistemlerin mümkün olan en yüksek verimle işletilmeleri gerekli ve zorunlu olduğu ortaya konmuştur. Dolayısıyla değişen ortam sıcaklıkları ve güneş ışınım seviyeleri için modülün verebileceği maksimum güç noktasının belirlenmesi gerektiği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
Usage of renewable energy sources has been rapidly increased recently and solar energy being plenty of amount in the nature with easy access is one step ahead in respect to the other renewable energy sources. Especially, rapidly growing technological infrastructure to generate electricity from solar energy via photovoltaic (PV) method also has been increased the process of integration PV systems into daily life.In this study, basic definitions about Photovoltaic Systems were made and, the I-V curve of Photovoltaic cell (PV) was plotted at Matlab. Later, its modeling was made using the catalogue figures of ?BP SX 170B PV? module. The impact of serial resistance (Rs) on the operating power of PV system was observed. In PV module, the impact of ambient temperature and radiation on the I-V curve was drawn by using Matlab m-files. It was observed that PV modules were negatively affected by the temperature, and as the temperature rose, output potential and power of PV modules decreased. It has been understood that the most suitable environment for the PVs is cold and sunny conditions. The operating and nominal output power of PV module was calculated using Matlab, and was made to operate at maximum output power.Three different model simulations were prepared , and a comparison was made among these. The figures acquired in PV Module+Battery System were considered, and the stability of the system was studied carefully. Efforts were shown to make the batteries work steadily using the values acquired in simulations.After the simulations and the acquired values, it was shown that PV systems should run at the maximum possible efficiency. Therefore, for the changing ambient temperature and solar radiation levels, it was also shown necessary to determine the maximum power point that the module could provide.