Sayısal kontrollü düşük-yüksek çıkışlı dönüştürücü tasarım ve uygulaması
Digitally controlled low-high output converter design and application
Yazar: MUHAMMED SADIK KEHRİBAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK AKIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Dönüştürücüler = Transformers ; Maksimum güç noktası = Maximum power point ; Matlab = Matlab ; İletkenlik = Conductivity

Özet:
Çağımızda kullanılan enerji kaynaklarının; maliyetlerinin giderek artması ve bu maliyetlerin dönemsel olarak küresel krizlerden ve devlet politikalarından etkilenerek bu kaynağı ithal eden devletleri zor durumda bırakması, sürdürülebilir olmaması, çevreye olan olumsuz etkileri bizleri başka kaynaklar aramaya yönlendirmektedir. Bu arayış içinde güneş enerjisi kaynaklarının günümüzün popüler yenilenebilir kaynakları olmasının yanında verimlerinin düşük olması ve kullanılan güç elektroniği dönüştürücülerindeki verimi arttırma amacı bizi bu alanda çalışmaya itmektedir. Bu çalışmada, PV panelden maksimum verimin alınabilmesi ve dönüştürücü çıkışındaki gerilim ve akım değerlerinin kontrolünün sağlanabilmesi amacıyla sayısal kontrolcü yazılımı tasarlanmış ve bununla birlikte flyback devre tasarımında aktif clamp bastırma devre tasarımı kullanılarak flyback veriminin arttırılması sağlanmıştır. Aynı zamanda devre tasarımında kompact dönüştürücü tasarımlarından biri olan flyback dönüştürücüsü tercih edilerek dönüştürücünün her bir PV panele dahili modül olarak uygulanabilmesi ile mikro şebekelerin uygulanabilirliğinin arması ve maliyetlerinin düşmesi hedeflenmiştir.  Tasarımı yapılan kontrolcü yazılımı ve flyback dönüştürücüsünün Matlab/Simulink ortamında modellemesi ve benzetimi yapılarak bilgisayar ortamında uygulama gerçekleştirilmiş ve elde edilen uygulama sonuçları kaydedilmiştir. Matlab/Simulink ortamındaki modellemede maksimum gücü 500W, maksimum gerilimi 100V olan PV panel sistemi ile birlikte 150kH çalışma frekansı, 150V veya 50V çıkış gerilimi koşulları altında analiz edilmiş ve ortalama %>99.9 MPPT ve %~93 Flyback verim seviyeleri elde edilmiştir.

Abstract:
The increasing costs of energy resources used in our age and the fact that these costs are periodically affected by global crises and government policies, leaving the countries importing this resource in a difficult situation, unsustainable and negative effects on the environment lead us to seek other resources. In this quest, solar energy sources are popular renewable sources of today, as well as their low efficiency and the aim of increasing the efficiency of the power electronics converters used, push us to work in this field. In this study, digital controller software was designed in order to get the maximum efficiency from the PV panel and to control the voltage and current values at the converter output, and with this, the flyback efficiency was increased by using the active clamp snubber circuit design in the flyback circuit design. At the same time, the flyback converter, which is one of the compact converter designs, was preferred in the circuit design, and it was aimed to increase the applicability of the microgrids and reduce the costs by applying the converter as an internal module to each PV panel. The designed controller software and flyback converter were modeled and simulated in Matlab/Simulink environment, and the application was carried out in the computer environment and the obtained application results were recorded. In the modeling in Matlab/Simulink environment, a PV panel system with a maximum power of 500W and a maximum voltage of 100V was analyzed under 150kH operating frequency, 150V or 50V output voltage conditions and average >99.9% MPPT and ~93% Flyback efficiency levels were obtained.