Kısmi gölgelenme altında fotovoltaik sistem performansının girdap arama algoritması ile karşılaştırılmalı optimizasyonu
Comparative optimization of photovoltaic system performance under partial shading with vortex search algorithm
Yazar: ALİ OSMAN KÜÇÜK
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Teknoloji ve sosyo-kültürel alanda hızla gelişen günümüz dünyasında enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Enerjiye olan ihtiyacı karşılamak için ekonomik ve doğaya az zarar veren teknolojilerin gelişmesi kaçınılmazdır. Bu sebeple yenilenebilir enerjiye olan ihtiyaç da her geçen gün artmaya devam etmektedir. Gün geçtikçe enerji sistemlerinde farklı teknolojilerin ortaya çıkmasının yanı sıra, mevcut sistemlerin de daha verimli ve daha ekonomik olması için birçok araştırma ve geliştirme çalışmaları endüstride ve üniversitelerde yapılmaktadır. Bu çalışmalar yenilenebilir enerji sistemleri üzerinde yoğunlaşmaktadır. Yenilenebilir enerji sistemlerinde verimlilik ve fiyat-performans kriterleri diğer bir önemli kriterdir. Günümüzde yenilenebilir enerji sistemlerinin en yaygın kullanılanlarının başında güneş enerjisi sistemleri gelmektedir. Güneş enerjisi sistemlerinde kısmi gölgelenme ve aşırı ısınma etkisi verimliliği düşüren problemlerin başında gelmektedir. Tezin amacı yenilenebilir enerji sistemlerinde gölgelenme vb. verimi etkileyen farklı durumlarda girdap arama algoritması yardımıyla anahtarlama matrisi kullanarak yeniden yapılandırma ile maksimum güç eldesini sağlayıp, yenilenebilir enerji sistemlerini daha verimli bir şekilde kullanılabilmesine katkı sağlamaktır. İlave olarak girdap arama algoritması çıktıları tek başına değerlendirilmeyip literatürde kullanılan ve etkinliği yüksek diğer algoritmalar ile karşılaştırılması ve detaylı analizi tez kapsamında gerçekleştirilmiştir. Bu tez ile hedeflenen bu etkilerden minimum etkilenen sistemler tasarlamaktır. Bu sistemleri tasarlamak için güneş enerjisi panel bağlantı türleri, anahtarlama matrisleri ve girdap arama algoritmasından faydalanarak maksimum güç eldesi hedeflenmiştir. Bu çalışma çıktısı yüksek verimli düşük maliyetli güneş enerjisi sistemleri tasarlanmasının ilk adımlarından olan panellerin en verimli şekilde konumlandırılması hususunda iyi bir referans olacağı değerlendirilmiş ve gelecek çalışmalar için öneriler sunulmuştur.

Abstract:
In today's world, which is rapidly developing in technology and socio-cultural fields, the need for energy is increasing gradually. In order to meet the need for energy, it is inevitable to develop economical and less harmful technologies. In addition to the emergence of different technologies in energy systems, many studies are carried out to make their existing systems more efficient and more economical. The most important studies are on the renewable energy systems. Efficiency and price-performance criteria are very important in renewable energy systems, and much research have done regarding with these criteria. The aim of this thesis is to obtain maximum power by reconstructing renewable energy systems using the switching matrix with the help of the vortex search algorithm, and thus, benefit from more efficiently from renewable energy systems. Moreover, the comparison and detailed analysis of the vortex search algorithm with other algorithms are included. Recently, solar energy systems are one of the most widely used renewable energy systems. Partial shading and overheating effect are the main problems that cause dramatical decrease in efficiency of solar energy systems. Therefore this thesis is also aim to design systems that are minimally affected by these effects. To design these systems, solar panel connection types, switching matrices and vortex search algorithm are used to obtain maximum power. Thus, in this study, it is planned to position the panels, which is one of the first steps of designing high efficiency low cost solar energy systems, in the most efficient way.