Yüksek gerilim seviyesinde enerji çıkışı sağlayan eviricinin tasarımı ve modellenmesi
Designing and modelling of an inverter that provides energy output at high voltage level
Yazar: AHMET YILDIZ
Danışman: PROF. DR. ÖNDER ÖZGENER ; DOÇ. DR. LEYLA ÖZGENER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Fotovoltaik sistemler ve güneş eviricileri, piyasa katılımcıları ve akademisyenler açısından ilgi çekici olan güncel araştırma sahalarıdır. Bu alanlarda önemli ilerlemeler kaydedilmekte ve teknolojik gelişmeler devam etmektedir. Evirici araştırmaları için temel hedefler, verimliliği artırmak, güvenilirliği sağlamak, maliyeti optimize etmek, evirici boyutlarını ve ağırlığını azaltmaktır. 
Tez kapsamında güneş eviricileri özelinde eviricilerin çıkışında yüksek gerilimin kullanıldığı durum incelenmiştir. Ele alınan yüksek gerilim seviyesinde enerji çıkışı sağlayan güneş eviricisi modelleri için elektronik devre tasarımları ve bilgisayar ortamında sayısal benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen tasarımlar, katı hal transformatörü (SST) yapıları içermekte olup, şebeke frekansında daha yüksek seviyede olan anahtarlama frekansında çalışmaktadırlar. Evirici tasarımları, H köprü topolojisinde olan, yüksek frekanslı SPWM anahtarlama sinyali kullanan ve çıkışlarında LCL filtre düzeneğine sahip olan yapıları kullanmaktadır. Bu şekilde AA çıkış gerilimi değiştirildiğinde eviriciyi tanımlayan diğer hususlar olan verimlilik, maliyet, güvenilirlik, büyüklük ve ağırlık unsurlarının değişimi gözlemlenebilmektedir. 
Yapılan çalışma ile mevcut evirici modellerine kıyasla daha büyük güçlerde imal edilebilecek olan yüksek gerilimde çıkış verebilen yapılar açıklanmakta, çıkış geriliminin değişimi ile elde edilebilecek avantajlar ve karşılaşılabilecek dezavantajlar sunulmaktadır. Çıkış geriliminin değişimine bağlı olarak LCL filtre yapısının değişimi de ayrıca açıklanmaktadır. Verimlilik ve kompakt bir yapı elde etme gibi avantajlarına rağmen, cihaz boyutlarının büyümesi ve maliyet artışı gibi dezavantajlar tez kapsamında açıklanmıştır.

Abstract:
Photovoltaic systems and solar inverters are current research areas that are attractive for market participants and researchers. Significant progress has been made in these areas and technological developments continue. The main objectives for inverter research are to increase efficiency, ensure reliability, optimize cost, reduce inverter dimensions, and reduce weight. 
Within the scope of the thesis, high voltage usage is examined in inverters especially for solar inverters. Electronic circuit designs and numerical simulation studies were performed for the solar inverter models that provide energy output at the high voltage level. Designs include solid state transformer (SST) structures and operate at switching frequency which is higher than grid frequency. The inverter designs use structures that are in the H bridge topology, use high frequency SPWM switching signals and have an LCL filter assembly at their output. In this way, when the output voltage of AC is changed, it is possible to observe the changes in efficiency, cost, reliability, size and weight, which are other issues that define the inverter. 
In this study, high voltage output structures that can be manufactured at higher powers compared to the current inverter models are explained, the advantages and disadvantages that can be obtained by changing the output voltage are presented. Depending on the change of the output voltage, the variation of the LCL filter structure is also described. Despite its advantages such as efficiency and compact structure, disadvantages such as increase in device dimensions and cost increase are explained within the scope of the thesis.