Yenilenebilir enerji kaynakları için tek aşamalı MPPT denetimli çok seviyeli eviricinin gerçekleştirilmesi
Implementation of single stage line interactive multilevel inverter for renewable energy sources with mppt capability
Yazar: ŞABAN ÖZDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM SEFA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Eviriciler = Inverters

Özet:
En yaygın kullanılan yenilenebilir enerji kaynağı fotovoltaik sistemlerdir. Yapılan çalışma ile yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş pillerinin ürettiği DA enerjisini genel şebekeye aktarabilmek amacıyla üç fazlı, üç seviyeli, tek kademeli ve şebeke etkileşimli evirici tasarlanmış ve uygulanmıştır. Evirici, küçük değişikliklerle rüzgârdan elektrik enerjisi üreten sistemler için de kullanılabilir durumdadır. Gerilim kaynaklı ve akım denetimli olarak tasarlanan eviricinin referans akımının değeri en yüksek güç noktasını izleme alt programı ile belirlenmekte ve böylece güneş pillerinden anlık olarak elde edilebilecek en yüksek güç çekilebilmektedir. En yüksek güç noktasının izlenmesi işlemi uyarlanmış artan iletkenlik yönteminin uygulandığı tek kademeli evirici ile gerçekleştirilirken akım denetimi için PI denetleyici kullanılmıştır. Benzetim ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında uyumlu oldukları, eviricinin birim güç faktöründe şebekeye enerji aktardığı ve evirici çıkış akımı toplam harmonik bozulumu seviyesinin %3,8 olduğu görülmüştür. Bu değer uluslararası standartlarda belirtilen sınırlar içerisindedir. Ayrıca tasarlanan tek kademeli sistemin toplam verimi %93,08 olarak ölçülmüştür. Önerilen sistem ile ikinci bir DA/DA çevirici kullanılmasına gerek kalmadan ve en yüksek güç noktası izlenerek güneş pillerinden üretilen enerjinin şebekeye aktarılması sağlanmıştır.

Abstract:
One of the widespread renewable energy source is photovoltaic. In this study, three-phase, neutral point clamped, single stage grid interactive inverter importing DC energy generated by photovoltaic modules to the public grid is designed and implemented. Designed inverter can also be used for wind systems with small modification. The inverter is designed voltage source and current controlled. Reference current of the inverter is determined by a sub-program of maximum power point tracking in order to obtain maximum power from photovoltaic modules for all instant. While a modified incremental conductance method is applied for maximum power point tracking algorithm, a PI controller is used for the current control. Simulations and experimental results show that the designed inverter imports energy to the grid with unity power factor and total harmonic distortion level is 3,8%. This value is in the limits of the international standards. In addition, the total efficiency of the system is measured as 93,08%. Proposed system provides maximum power point tracking of photovoltaic modules and exporting the generated energy to the grid without using additional DC/DC converter.