Güneş panelleri için gölgelenme durumunda farklı algoritmalar ile çalışan MPPT tasarımı ve karşılaştırılması
Design and comparison of MPPT under shading conditions with different algorithms for solar panels
Yazar: YASİN SEZER
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Gölgeleme = Shading ; Maksimum güç noktası = Maximum power point

Özet:
Enerji ihtiyacı özellikle son on yılda hızla artmaktadır. İnsanlığın enerji ihtiyacı büyük oranda çevre için son derece tehlikeli olan fosil veya nükleer kaynaklardan karşılanmakta olup, fosil kaynakların da sınırlı kaynaklar olması da ilerisi için ayrı bir problemdir. Temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına olan talep bu sebeplerden her geçen gün artmaktadır. Güneş enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde her bağlamda en önde gelen enerji kaynağıdır. Güneş enerjisini elektriksel enerjiye dönüştürmedeki verimlilik ve güneş ışınımlarının sürekliliği ile ilgili sınırlamalar olması sebebiyle, güneş enerjisi teknolojisinin etkin kullanımının her geçen gün araştırılması ve geliştirilmesi gereken konudur. Güneş ışınımı ve sıcaklık değişiminin güneş panelinin verimliliği üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Güneş ışınımları azaldığında veya sıcaklık arttığında panellerin verimliliği önemli ölçüde düşmektedir. Verimliliği en üst düzeye çıkartmak için maksimum güç noktası takibi kullanımı bir zorunluluk olmuştur. Mevcut tez çalışmasında, yükselten dönüştürücü topolojisi kullanılarak maksimum güç noktası takibi tasarlanmış ve Matlab  Simulink programında benzetim çalışmaları ile doğrulanmıştır. Değiştir ve gözle, arttırılmış iletkenlik, kısa devre akımı, açık devre gerilimi, parçacık sürü optimizasyonu, modifiye parçacık sürü optimizasyonu ve guguk kuşu arama metodu gibi değişken maksimum güç noktası takibi algoritmaları değişken ışınım ve sıcaklık değerlerinde incelenmiştir. Tez çalışması ile; fotovoltaik sistemler için seçim krtieri olabilecek verimlilik, tepki süresi ve güç salınımları gibi diğer önemli parametreler de incelenmiş ve birbirleriyle karşılaştırmaları detaylı olarak analiz edilerek elde edilen sonuçlar literatüre ilave edilmiştir.

Abstract:
The need for energy is increasing rapidly, especially last decade. The energy demand for humanity is mostly provided by fossil or nuclear sources, which are extremely dangerous for the environment, and the limited resources of fossil resources is a seperate problem for the future. The demand for clean and sustainable energy sources is increasing every day due to these reasons. Solar power energy production comes foremost among other renewable sources. Because of having some restrictions about efficient conversion of energy from solar energy to electrical energy and consistency of solar radiation, the usage of solar power technology needs to be researched and enhanced every day. The change of solar irradiation and temperature have significant effects on solar panel's efficiency. When the radiation decreases or temperature increases, the efficiency of the solar panel can decrease dramatically. To maximize efficiency, usage of maximum power point tracker has become a necessity. In the current thesis, a Photovoltaic (PV) system with Maximum Power Point Tracking has been designed using the boost converter topology and verified by simulation studies in MATLAB / Simulink programme. Comparison of different MPPT algorithms such as perturb and observe (P&O), incremental conductance (INC), short-circuit current (SCC), open-circuit voltage (OCV), particle swarm optimization (PSO), modified particle swarm optimization (MPSO) and cuckoo search (CS) methods have been examined at varying solar irradiation and for different temperatures. With the thesis work; other important parameters such as efficiency, response time and power oscillations, which can be selection criteria for photovoltaic systems, were also examined and their comparisons with each other were analysed in detail and the results obtained were added to the literature.