Maksimum güç nokta izleyici için kullanılan artan iletkenlik algoritmasının FPGA-tabanlı kosimülasyonu
Implementing and cosimulation of FPGA-based incrementalconductance algorithm used in maximumpower point tracking (MPPT)
Yazar: SEYRAN AY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET ALİ ARSERİM
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Fosil yakıtların yakın gelecekte tükeneceği öngörüsüyle, son yıllarda yenilenebilir enerji kaynakların kullanımına yönelim hızla artmaktadır. Bu kaynaklardan en önemlisi dünyamızı aydınlatan ve ısıtan güneştir. Güneş ışığından Fotovoltaik paneller (FV) kullanılarak elektrik enerjisi üretmek mümkündür. Günümüzde FV panellerin verimi çok yüksek değildir. Bununla birlikte güneş ışığının geliş açısı ile çevresel ve atmosferik koşullara bağlı olarak güneş ışığının şiddeti değişmektedir. Bunlar dikkate alınarak güneş ışığından maksimum verim elde etmek için maksimum güç noktası algoritmaları kullanılmaktadır. Artan iletkenlik algoritması FV panelin ürettiği akım ve gerilimin ardışıl değerlerinin farkına göre akım ve gerilim çalışma noktasını maksimum güç üretecek şekilde oluşturulan bir Maksimum Güç Noktası İzleyici algoritmasıdır. Bu algoritmanın en önemli özeliklerinden birisi de programlanmaya uygun olmasıdır. Dolayısıyla Digital Signal Processor (DSP) ve Field Programmable Gate Array (FPGA) gibi işlemcilerde bu algoritma çalıştırılabilmektedir. FPGA'nın en önemli özelliklerinden birisi algoritmanın donanımsal ve paralel olarak çalıştırılabilmesidir. Böylece hızı 100 MHz'ler seviyesinde olan bir FPGA günümüz bilgisayarlarından daha hızlı işlem yapabilmektedir. Dicle Üniversitesi arazisinde kurulan 250 kW'lık bir fotovoltaik santralin 10 kWatt'lık bir eviricinin atmosferik koşullarının değişkenlik gösterdiği bir güne ait 13.5 saatlik verileri 8 saniye olarak kaydedilmiştir. Bu verilerle birlikte Bu tezde artan iletkenlik algoritması MATLAB/Simulink benzetim programında Sistem Generator ile sağlanan Xilinx FPGA'larına özgü bloklarla oluşturulmuştur. Bu eviricinin şebekeye bağlı modelinde FPGA'da oluşturulan model simüle edilmiştir. Elde edilen simülasyon sonucu eviricinin Doğru Akım (DA)  güç girişiyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca bu modelin BASYS3 FPGA deneme kartıyla kosimülasyonu yapılmıştır. Sonuç olarak simülasyon ve kosimülasyona ait verilerin tamamıyla aynı olduğu görülmüştür.

Abstract:
With the prediction that fossil fuels will be depleted in the near future, reneweable energy resources is increasing rapidly in recent years. The most important source among them is the solar energy which illuminates and warms our world. It is possible to generate electricity by using phovoltaic panels from illumination. Nowadays the effiency of PV panels is not very high. Also, ıt is changing depending on environmental and atmospheric conditions, the intensity of sunlight varies with the angle of incidence of sunlight. Considering these, maximum power point algorithms are used to obtain maximum efficiency from sunlight. Incremental conductance algorithm is a maximum power point tracking algorithm which is used to generate maximum power to the current and voltage operating point according to the difference of the successive values of current and voltage produced by PV panel. . One of the most important features of this algorithm is that it is suitable for programming. Therefore, algorithms can be run in processors such as Digital Signal Processor (DSP) and Field programmable Gate Array (FPGA). One of the most important features of FPGA is that the algorithm can be run in hardware and parallel. Thus, FPGA is able to process  faster   speed of 100 MHz than today's computers. The data of 13.5 hours of a day in which the atmospheric conditions of an inverter of a 250 kW photovoltaic plant in Dicle University varied. Along with this data, the Incremental Conductance algorithm in this thesis was created with blocks specific to Xilinx FPGA's provided by System Generator in MATLAB/ Simulink simulation program. In the grid connected model of this inverter, the model created in FPGA is simulated. The result of the simulation was compared with the DC power input of the inverter. In addition, this model has been coordinated with the BASYS3 FPGA experimental kit. As a result, it was observed that the data for simulation and cosimulation were the same.