Fotovoltaik paneller için çift eksenli güneş takip sisteminde bulanık mantık kontrolü
Fuzzy logic control for two axis sun tracking system of photovoltaic panels
Yazar: ABDİ ŞENOL
Danışman: DOÇ. DR. ORHAN EKREN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş enerjisi, çevreyi kirletmeyen ve tükenmeyen yapısı nedeniyle en önemli enerji kaynaklarındandır. Fotovoltaik modüller yardımıyla, güneş enerjisi, elektrik enerjisine dönüştürülebilmektedir. Bu modüllerin verimliliklerini arttırmak için güneş takip ve maksimum güç noktası takibi gibi teknolojiler sıklıkla kullanılmakta ve bu konudaki araştırmalar gün geçtikçe daha çok önem kazanmaktadır. Ayrıca bu teknolojilerle birlikte akıllı kontrol sistemleri kullanılarak, birçok karmaşık sistemin kontrolü ve uygulaması oldukça kolay hale gelmektedir.  
Bu tez çalışmasında, fotovoltaik paneller için çift eksenli güneş takip sisteminin kontrolü, bulanık mantık tabanlı bir akıllı kontrol yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Mikrodenetleyicinin analog girişlerinden ışık algılayıcıları kullanılarak alınan veriler, bulanık mantık kurallarına göre işlenmektedir. Elde edilen sonuca göre mekanik yapıyı hareket ettirecek servo motorlar yine mikrodenetleyici tarafından doğru bir açıda konumlandırılmaktadır. Motorların ve sistemin kontrolü Matlab/Simulink ortamında geliştirilen gerçek zamanlı bir program ile sağlanmıştır. Işık algılayıcılardan alınan veriler arasında belirlenecek süreye göre, bulanık mantık tabanlı karar verici eş zamanlı olarak servo motorları harekete geçirmektedir. Güneş takip sisteminde oluşabilecek enerji kaybını azaltmak için, olumsuz çevre koşullarında, ışık algılayıcı arızalarında veya herhangi bir hata anında sistem bu durumu dikkate alarak, konumunu koruyabilmektedir. 
Tez kapsamında bulanık mantık tabanlı akıllı kontrol sistemi ile güneş takibi hem simülasyon hem de küçük bir prototip üzerinde denenmiştir.  Sonuç olarak, kullanılan bu akıllı kontrol sayesinde ve kullanılan güneş takip sistemi ile fotovoltaik elektrik üretme veriminde yaklaşık %9 oranında verim artışı sağlanmaktadır.

Abstract:
The solar energy is one of the most important energy sources because of its renewable and non-polluting source for the environment. By the help of photovoltaic modules, solar energy can be converted into electrical energy. In order to increase the efficency of these modules, technologies like sun tracking and maximum power tracking are used frequently, and research on this subject is gaining more importance day by day. In addition, by using smart control systems with these technologies, the control and application of many complex systems become very easy.
In this thesis, control of the two axis sun tracking system for photovoltaic panels was carried out using a fuzzy-based intelligent control method. The data received from the analog inputs of the microcontroller using light sensors are processed according to fuzzy logic rules. According the result, the servo motors which will move the mechanical structure are positioned at the right angle by the microcontroller. The control of the motors and the system was provided by a real-time program developed in Matlab/Simulink environmet. According to the time to be determined between the data received from the sensors, the fuzzy logic based decision maker activates the servo motors simultaneously. To reduce the energy loss that may ocur in the sun tracking system, it can maintain its position by taking this situation into account in adverse weather conditions, sensor malfunctions or in case of any error. In this thesis, fuzzy logic based smart control system has been tested both simulation and experimentally. As a result, by using this smart control and sun tracking system, energy production efficiency of the photovoltaic panels increase about 9%.