Hızlı çevresel değişimlerden az etkilenen hibrit bir maksimum güç noktası takibi metodunun uygulanması / Applying a hybrid maximum power point tracking method which less affected from rapid environmental changes

METODUNUN UYGULANMASI

II n Arif ya bilirim. 2015

III Sayfa No: II ....V SUMMA ... ...X KISALTMAL SEMBOLLE ...XII 1. ... 1 2. FOTOVOL ... 5 2.1. ... 6 2.2. Fotovoltaik Pil ... 8 2.2.1. ... 9 2.2.2. ... 11

2.3. llerden Dizilerin Elde Edilmesi... 16

2.3.1. ... 17 2.3.2. ... 18 2.4. - ... 20 2.5. I- ... 22 2.5.1. ... 23 2.5.2. ... 25 2.5.3. ... 28 3. ... 30 3.1. ... 30 3.2. ... 30 3.3. tem ... 32 4. ... 33 4.1. ... 34 4.2. ... 35 5. ... 37 5.1. ... 37 5.1.1. ... 38 5.1.2. ... 40 5.1.3. ... 41 5.1.4. Beta Metodu ... 44 5.1.5. ... 46

5.1.6. Tablo Tarama Metodu ... 49

5.1.7. ... 50

5.1.8. ... 53

5.1.9. u ... 56

5.2. ... 59

5.2.1. Metodu ... 60

5.2.2. Sabit Gerilim Metodu ... 60

IV 5.2.4. ... 62 5.2.5. ... 62 5.2.6. ... 63 5.2.7. ... 64 5.2.8. ... 65 5.2.9. dP/dV veya dP/dI G ... 66 ... 67 ... 68 5.2.12. IMPP ve VMPP Hesaplama Metodu ... 70 ... 71 ... 71 du ... 72 ... 73 ... 75 ... 75 6. ... 81 6.1. ... 81 6.2. Beta MGNT Metodu ... 82 6.2. Hibrit MGNT Metodu ... 84 6.3. ... 87 6.4. PV Panelin Modellenmesi ... 88 6.5. DA/DA Buck- ... 91 6.6. MGNT Devresinin Modellenmesi ... 92 6.7. ... 92 6.8. ... 93 6.8.1. ... 96 6.8.2. ... 99 6.8.3. ... 101 6.8.4. Beta MGNT Meto ... 104 6.8.5. ... 107 6.8.6. ... 110 7. ... 114 KAYNAKLAR ... 116 ... 120

V ZET PV

etkilemektedir. PV

PV

(MGNT) PV sistemin maksimum verimlilikte ve maksimum

-V ve P- MGN) MGNT, PV PV PV PV de verimlilik, stabilite Anahtar Kelimeler: PV

VI SUMMARY

APPLYING A HYBRID MAXIMUM POWER POINT TRACKING METHOD WHICH LESS AFFECTED FROM RAPID ENVIRONMENTAL CHANGES PV power generation is one of the most important ways to use the sun's energy. Insolation and temperature in PV power systems affect the output of the system significantly. Between PV panel output voltage and current, there is a nonlinear relationship. This relationship demonstrates the importance maximum power point tracking (MPPT) for theory and practice for PV panels. I-V and P-V curve has only one of maximum power point (MPP) which entire PV systems operate at maximum efficiency and maximum power. MPP's location is unknown, but it found with computational models or sweep algorithms. MPPT is used to ensure that the work at the MPP of the PV panels. In this thesis; general information about the structure of the solar cell, solar tracking systems and the systems consisting of PV panels are given. Important MPPT methods and other methods which less found in the literature have been presented. Perturb and observe (P&O) method, incremental conductance method, dP/dV feedback control method, beta method and three point weight comparison method has been mentioned a lot in the literature. This methods and a hybrid MPPT method are simulated. In simulation of all methods, the measurement of the output voltage of the PV panels are not required. In other words, the output senseless is performed. Insolation intensity, temperature and voltage values which changed the time, is used as reference input value for a 280 W power PV panel model. The obtained simulation results, time to reach the MPP and oscillations which created at MPP compared by evaluating. Efficiency, stability and speed advantages provided by the method are presented.

Key Words: Solar Energy, PV panel, Maximum Power Point Tracking, Perturb and Observed Method, Beta Method, Three Point Weight Comparison Method.

VII Sayfa No: 1. . 2.2. 3. 4. 5. 6. . 7. sc gerilimi Voc 8. -9. 10. ril 11. -12. -13. bir devr 14. -15. 16. toplanma 17. Toplanm 18. 19. 20. 21. -22. MGN 23. veya ( 23 24. 25. 26. 27. Bypass diyotun 28.

azaltmada bypass diyotunun etki 29.

VIII PV dizinin I-V karakteris

G

Artan iletkenlik metodu ak ekil 5.8. 1=P*(dP/dI), DA -V ve I-.34. DA/DA -.

I-IX Buck- .92 ... -95 .. -96 ... . ....98 MGNT .

dP/dV geri besleme kon

. . . . ...106 . . . . 36.

X Sayfa No: Tablo 2.1. Tablo 5.1. sal 55 Tablo 5.2. Tablo 6.1. SL280-

o-XI KISALTMALAR CSP Enerjisi PV : Photovoltaik MGN AA

CCD : Charge Coupled Device ( )

MPPT : Maksimum Power Point Tracking PI : Proportional Integral

RPM : POS

PWM : Pulse Width Modulation DA

STC : S CCM

XII V : Gerilim Isc : K Voc : A gerilimi : N : S : N Vd : D : D : T Q : E k : Boltzman sabiti T : J Rp Rs : PV V : M Vm veya VMPP ki gerilim Im veya IMPP : MGN VR IR : Oransal gerilim FF : Fill factor (dolum

: G

Vref : Referans gerilim : PV gerilimi : S D : PPV Vlink : DA Ipeak : MGN Iout Vout : p-IOPT : O

VOPT : Optimum gerilim : Y

: MGNT

1 1. G nin nin -ise (CSP) aliyetlerin n CSP teknoloj [1].

Faranda, Leva, ve Maugeri

panelden atmosfer

n metodu ve

2 tekniklerinin k

[18].

Paz ve Ordonez

ndaki izleme ve genel maksimumun konumu gibi

algoritmala l

,

bir me

[21].

Brito, Sampaio, Junior ve Canesin iki benzer PV panellerin enerji

ve uygulamada ilk kurulum maliyetinin halen . Bu nedenle PV panelden maksimum verimi elde etmek

,

bu teknikler [13,14].

Jain ve Agarwal

3 Desai ve Patel

[15]. Ali, Saied, Mostafa ve

[12].

DA/DA

y elde edilmesiyle ilgili

metotta DA/DA

,

[44].

Li, Bin, Xu ve Yang

ve metodun [43].

4

[10]. MGNT

de yer bulan ve alternatif bir

5 2.

dalga boyu ve yeterince enerjiye sahip bir foton fotovoltaik materyaldeki atomdan bir elektronun

6000 kat

Fotovoltaiklerin tarihi nd Becquerel in

bunun bir gerilimin sebep

cisimdeki fotovoltaik etkiyi ilk olarak . Onlar

%1-,

Albert Einstein 1904 de de

1950

Vanguard 1 uydusu lerin uzayd

de maliyet,

lerde var olan enerj

indi. 1980 PV dizileri elde

6

2.1. i [3]

2.1. iletkenler

materyalleri

ilgilidir.

7

Tablo 2.1. Silisyum, Bor, Fosfor, Galyum,

1 2 3 4 5 6 5 B 6 C 7 N 8 O 13 Al 14 Si 15 P 16 S 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te

bir 4. grup elementi olup,

olarak 3. ve 5. g

eklenmektedir. Kadmi m ve arsenik GaAs

de

ve 4

ekil 2.2 (b) silisyum

2.2. Silisyum (a) daki gibi 14 proton ve elektrona sahiptir.

gibidir [2]

Saf kristal si ekil 2.3 3 boyutlu 4 adet 3

8 2.3. K fakat iki deki [2] 2.2. Fotovoltaik Pil ekil 2.4 2.4. [2] elektronlar ekil 2.5 gibi Kablo edecektir.

9 [2]. 2.5. Elektronlar [2] 2.2.1. ekil 2.6 da maruz 2.6. [2] Mevcut PV ve 2.7 de sc) ve ikincisi oc). d=0

10 boyunca akar. sc Isc 2.7. sc oc [2] ekil 2.6 da

ó

ó

ó

-11

2.8. - [2]

zaman, I=0 oc denklem

(2.2

(2.3)

, denklem (2.2) ve (2.3) :

-

-

(2.5)

de sc direkt olarak oran

Bu, - ni

[2].

2.2.2.

anlar ekil 2.9 da

12 2.9. S devre [2] 2.10 Rp sc

ó

ó

13 Denklem (2.6 da

Burada pa ekil 2.11 p nin

2.11. I- [2]

p

(2.7)

sc oc

Bu modeli devresine sadece Rs seri direncin ekil

2.11 ler,

.

2. i :

(2.2)

14

(2.8)

(2.9)

elde edilir.

Denklem (2.9 ile ekil 2.12 s

ilgili olarak orijinal PV I-yorumlanabilir. 2.12. - [2] s (2.10) Isc=7A ve Voc=0.6V s ekil 2.13 cek elde edilir.

15

(2.11)

2.13.

bir devre [2]

Standart olarak farz edilen 25 denklem (2.11

(2.12) Denklem (2.12 Hesap t avantajlara sahiptir. Vd d 2.13 irchhoff un : (2.13) :

16

(2.14)

Hesap tablosunda Vd nin farz denklem (2.14) den bulunabilir.

(2.15) s=0.0 p denklem (2.12) ekil 2.14 ekil 2. ekil 2.12 [2]. 2.14. le - [2] 2.3. fiziksel olarak 12V 12V . Sade ilmektedir.

17 24V 12V seri ve 2.15 [2]. 2.15. Fotovoltaik [2] 2.3.1.

Fotovoltaikler seri ekil 2.16 da

gerilimi denklem n elde edilir.

18 2.16. gerilimleri [2] 2.3.2. , -ekil 2.17 2.17. in t [2]

19

m

Yani herhangi bir verilen gerilimde, par -V

2.18

2.18. verilen herhangi bir [2]

genellikle toplam I- nin her bir

n I- izilimlerinden

seri/paralel kombinasyonlarda iki

Toplam I- -V

.

I-2.19 (a)

Dizilerin toplam

20 2.19. [2] 2.4. -T 2.20 DA oc sc i ktir

-21 2.20. A (c) [2] 2.21 oc sc nin de -V grafikte -V son iki MGN

-MGN m ve Im olarak sembolize edilmektedir ve

VR ve IR ( ) olarak sembolize edilmektedir [2].

22 MGN --V ekil 2.22 d u nicelik d - oc ve Isc MGN ekil 2.22

-(Multijunction Amorphous-Si Modules)

%50-60 [2]. 2.22. MGN, I- [2] (2.17) 2.5. I-azaltabilir. -V

23 [2]. 2.5.1. n-ekil 2. de devrede sterilmektedir. Bu ekil 2.13 . - n-1 olarak 2.23 (a) 2.23 (b) sc 0 P r. P ve RS diren lerinin ikisinin

2.23.

24 Alttaki n-n-1 de VSH (2.18) (2.19) Denklem (2.18) ve (2.19 (2.20)

ifade elde edilir. edilir: (2.21) (2.22) P S (2.23) -2.24 [2].

25

2.24. [2]

2.5.2.

2.25 de sterilmektedir. 2.25 de

, ekil

2.25 (b) er devresinde, paralel ve seri

26

ekil 2.26 da

2.26. etkisi [2]

-V ekil 2.27 ye dikkat edilmesinin

tamamiyle

-I- -65V

gerilimde

k

27

2.27. Bypass diyotun etkisi [2]

2.28 Seri 65V 65V da 3.3 dir kilenerek ekil 2.28 (c) [2].

28 2.28. bypass [2] 2.5.3. sorunlu ters 2.29 da [2].

29

2.29. nun

30 3. PV sistem ; 3.1. ekil 3.1 de MGN getirir. le ay lebilecek hareket etmez. 3.1. [4] [4]. 3.2. (a) tarya

31 vermez. (b) de iz 3.2. (a) ve (b) [4] ama batarya da izin verebilir [4].

32

3.3. Sistem

3.3 de AA , elektriksel depolamaya sahip

3.3. [4]

Bu sistem

33 4. izleyici sistem [5]. rol oynamakta sisteml , ller Azimuth-elevation ve

tilt-34

i bir yol olarak [6].

4.1.

izleyici

tedir.

Ek olarak, bu metot hava durumunun iyi

-kaybedecektir

izleyici sistemleri

35

izleyici sistemi [6].

4.2.

in

eksenli o [6]. Tek eksenli izleyici sistemleri

[7]. - -sistemin elektr [8]. 4. ten , 1) - - ndirilmektedir. 2)

--tilted-axis sun tracker)

3) yici:

36

4.1. [6]

Azimuth-elevation ve

tilt--elevation

ve elevation ekseni ,

azimuth eksenine de diktir. Alternatif olarak,

tilt-sabahtan a

hareket etme

37 5.

beklenir. Fakat taki

Bu karakteristik, MGNT nin

[9].

MGNT metodu, [11]:

1) MGN

2)

dan genel maksimuma .

3)

5.1. MGNT Teknikleri

Bu MGNT

mle Metodu (Perturb & Observed Method),

mle Metodu (Modified Perturb & Observed Method),

Metodu (Incremental Conductance Method), Beta Metodu,

(Three Point Weight Comparison Method),

Tablo Tarama Metodu,

-Line) MGN ,

Kontrol Metodu,

38

5.1.1. mle Metodu (D&G)

D&G ve t yoldur

[12]. D&G metodu PV azalt

, kontrol sistemi gerilimin tirir, aksi duru

[13,14,21]. PV dizinin DA/DA

ek [12]. Bu

bir parametredir. ekil 5.1 Y

veri ak, MGN

. Bu

olumsuz etkilenmektedir [13,23,43,44].

D&G 1

h bit kalabiliyorsa, PV gerilim V

5.1. MGN D&G [12]

1 den P2

39 MGN

sadece bu MGN

MGNT tekniklerinde de MGN de [12].

5.1.1.1. D&G

Bu metot MGNT tekniklerinin en basitidir [10]. D&G

metodu basit tir. Bu metodu

g MGN ye D&G metod D&G avantaja da o MGN nin kolay Bu me olabilmektedir [9,10,21].

40

D&G

5.1.2. D&G Metodu

D&G i bir

Bu metodun temel prensibi P V

olarak dP/dV MGN nin da dP/dV nin negatif 5.3. PV dizinin I- [9] V(t), I(t) P(t)=V(t).I(t) -V(t- -P(t-dazalt d dazalt d V(t-P(t- (t) Evet Evet Evet Evet

41

olarak dP/dV

ye

olan D&G metoduyla beli

-V , MGN nin her iki

nin her nin sa

-1 e

D&G metodunun ekil 5.4 [9].

5.4. G D&G [9]

5.1.3. Metodu

Artan iletkenlik metodu MGN

MGN nin solunda -1 V=V+ K=2 K=-1 V=V+ V=V+K Son Evet Evet Evet

42 5.5. [12] [12,23]: MGN de (5.1a) MGN nin solunda (5.1b) MGN nin (5.1c) PV dizinin P- ece (5.2) (5.3) (5.4) Denklem (5.4) MGN durumudur,

Artan iletkenlik m ekil 5.6 da

S 0 olmas

ref Gerilim

43

ref arta

0 ref [9]. Vref in

zorlayan referans gerilimdir ve MGN de Vref, VMPP [12]. Gerilimin

(5.4) . Denklem (5.4)

ref ref

[9,23].

Artan ilet ekil 5.5 de 0 (dP/dV=0), solda

D&G ile benzer yolla MGN metot

Artan iletkenlik metodu D&G metodu gibi PV

zorunlu ekil 5.6 da [13]. 5.6. [12] V(t), I(t) - - -V(t-0 -I/V dazalt I(t- (t) V(t-Evet Evet -I/V dazalt Evet Evet Evet

44 5.1.3.1. ntaja sahip Osilasy D&G hava durumu uygundur. A da ile zaman gereklidir. Vref gereklidir ve (5.5) ref [9,23]. 5.1.4. Beta Metodu Beta metodu, la MGNT . (5.6)

45 (5.7) (5.8) (q) ( ), Boltzmann sabitine (k), (T) v ( ) sokulur. ye el MGNT

teknikleri gibi) tam MGN . Ba

yi izlemek

46

5.7. [12]

5.1.5.

Bu metot D&G D&G osilasyon

47

ve PV dizi gerilimin

veya karar verilir. D&G

nokta ekil 5.8 deki algoritma uygulanarak

-olarak devam eder.

48 5.8. [12,26] satabil Va, Ia oku Db=Da+1 Vb, Ib oku Dc=Da-1 Vc, Ic oku Pa=Va*Ia; Pb=Vb*Ib; Pc=Vc*Ic Pa, Pb, Pc kaydet A A Pb>=Pa M=M+1 M=M-1 Evet Pa>Pc _M=M-1 M=M+1 Evet M=2 _Da=Db M=-2 _Da=Dc Da=Da Evet Evet

49

, MGNT . n olan

dizi terminal geriliminin ne

periyodik olarak devam eder.

dir [10]. eder. Aksi halde, tanesi negatifse MGN [10,12,26]. 5.9. [12,26]

5.1.6. Tablo Tarama Metodu

PV panelin gerilim ve

PV, denklem (5.9)

50 DA-DA ayarlar [12]. oc sc sc oc oc ve neb ekil 5.10 da [11].

5.10. Tablo tarama metodu [11]

IMPP ve PMAX getirir. Bu algoritmalar, olabilecek [12,15]. 5.1.7. MGN

Bu algor de tablo arama

olarak MGN

51 gereklidir. RPM

olmayan bir

non-MGN

, PV dizinin MGN

ellikle bataryalar edilmektedir [15,27]

52

53 5.1.8.

n izleme MGNT metodu her zaman

MGN 5.12 min MGN 5.12. [16] 5.13 MGNT kontrol metodunun MGN MGNT kontrol ntrol edilir.

54 5.13. MGN [16] K D DA/AA MGN periyodu MGNT .

MGNT kontrol metodu Tablo 5.1 de

ekil 5.14 deki (+) ve (- her bir

55 Tablo 5.1. MGN [16] 1 (V0 1) (-) (+) (-) 2 (V1 2) (-) (-) (+) 3 (V2 3) (+) (+) (+) 4 (V3 4) (+) (-) (-) Tablo 5.1 de

periyodu , 0 dan V1 e yer

0 dan P1 e ci 2 in de ve , V1 den V2 1 den P2 , 2 den V3 2 den P3 zleyici 4 3 den V1 3 den P1 e in

5.14. P- arak MGNT kontrol metodunun

56

ablo 5.1 MGNT kontrol

0 dan ikinci noktaV1 ekil 5.14 de

1 V2 V3 V1 V2 MGNT

kontrol metodu son nokta MGN [12,16].

5.1.9. Metodu Artan iletkenlik MGNT MGN belirler. MGN de tam MGN . MGNT Sistem dinamikleri MGNT , de, i 5.15. 1=P*(dP/dI), C2=P*(-dP/dI)) [17] MGNT) ; AD MGNT , n

57 C DA/AA . gibidir: (5.10) , (n=1) AD MGNT unu . MGN nin iki 1 ve I2 1 ve M2 ye sahiptir. PV 1 ve I2 AD MGNT

boyutu . Aksi halde .

MGN nin solu) (5.11a) MGN nin solu) (5.11b) MGN (5.11c) MGN (5.11d) Bu metot MGN de 0, MGN nin solunda pozitif, sa (5.12a) (5.12b) da (5.12c) ,

58 (5.13) (5.14a) lunda (5.14b) (5.14c) Maksi ekil 5.16 da ref, PV diziyi MGN de Iref, IMPP

zaman, hava durumu [12,17].

59

5.16. D [17]

5.2. MGNT Teknikleri

MGNT tekniklerine incelenecektir.

60

5.2.1. Sabit Metodu

,

[13,14].

5.2.2. Sabit Gerilim Metodu

Sabit gerilim metodunda MGN geriliminin standart atmosfer

devre geriliminin (VOC) %70- e

),

terminallerindeki gerilim

a, sadece PV [13,14]. En iyi sabit gerilim algoritm

olarak ista gerilime, diz [12]. [18]. Bu sebeplerden metot, [14,18].

5.2.3. Sistem Osilasyon Metodu

paneli ile ile kontrol

edilen DA/DA rekli

61

k, panelin MGN ekil 5.17 deki gibi bulunabilir.

5.17. Sistem osilasyon MGN [12] MGN , , transferini garantiler. MGN zlenebilir [12]. 5.18. [12]

62 5.19. [12] 5.2.4. MPP metodunu OC ve VMPP (5.15) K1 oransal VMPP ve VOC 1 sabiti 0.71 ile 0.78 K1 MPP olarak VOC OC VMPP MPP ile VOC MGN [12,23]. 5.2.5.

metodu MPP nin PV dizi ISC

63 (5.16) 2 2 boyunca ISC SC SC zaman iyi [12,23]. 5.2.6. arama -MPP ondan (5.17) k4 oransal : (5.18) (5.19) B (5.17) ve (5.19) dan (5.20) (5.17 de

64

(5.21)

-k4 zaman sabiti ile exponansiyel max (5.22) Denklem (5.22) ak Denklem (5.22) (5.23) VMPP nd denklem (5.23), MGN MGNT uygulanabilir [12,23,28]. 5.2.7. DA DA ekil 5.20 AA MGNT

65

5.20. DA [12]

(5.24)

V, PV dizi gerilimidir ve Vlink, DA link sabit tutulursa

diziden elde edilen link gerilimi inverter t

a boyunca sabit tutulabilir. Aksi halde Vlink

peak maksimuma getirilir ve PV dizi MGN AA sistem hat

link peak

[12,29].

5.2.8.

MGNT

66

5.21.

[12]

M

out out maksimum

out veya Vout

sade

out veya Vout

, destek olar de olma [12,30]. 5.2.9. MGNT MGN

67 [12,31]. 5.2.10. Metodu 5.22 gerilim izleyici p--n 5.22. [12] R ifade edilmektedir: (5.25)

Burada , in referans gerilimi, p-n jonksiyon

ve 1 ve Amp2 nin

-n

68 5.2.11. Bu metotta MGNT -V karakterist (5.26) Burada; : PV : boltzman sabiti, : p-n j (5.27) . (5.28) Denklem (5.26) ve (5.28 elde edilir:

69

(5.29)

(5.30)

Pratik PV diz denklem (5.29 ekil 5.23 ekil 5.24

[12]

5.23. [12]

70 5.2.12. IMPP ve VMPP Hesaplama Metodu

IMPP ve VMPP seviyelerini

MPP ve VMPP zaman, geri besleme

MGN yi zo (5.31) (5.32) ve dir. (Q0) 1 kW/m2 spectr SC gerilim sabiti, RS (5.33) MPP MPP gerilimi P nin I y hesaplanabilir [12,32]. (5.34) (5.35)

71 5.2.13. Metodu Bu kontrol metodu ekil 5.25 5.25. [12] MGNT [12,23,33]: 1) Sabit 2) F=1 3) 4) veya 5) 6) 5.2.14.

72

nede de geler

i [12,23,34].

5.26. [12]

5.2.15.

Bu metot MGN PV dizi karakteristik denklemini

yi sembolik OC, ISC ve PV dizi karakteristik

73

5.27. . [12]

B ekil 5.28 deki I- -V

MAX OPT) ve optimum gerilim (VOPT)

- denklemi aki [12,23,35]. 5.28. -V ve I- [12,35] 5.2.16. OV ekil 5.29 da seviyesiyle direkt ol

74 5.29. [12] OV (5.36) ilimi, K) ve TSTC, denklem (5.37) ile (5.37) Tablo 5.2. [12]

75

Tablo 5.2 seviyesi (S)

PV dizi gerilimi (VPV) (T) den en az birinin

) OV OP ve S OP b S n [12,18,36] 5.2.17. Biyolojik MGNT D&G MGNT -MGNT MGNT -MGNT olabi uygul [12,37] 5.2.18. MGNT Metodu Son (MGNT MGNT normal

olarak D&G veya artan iletkenlik metotlar

direnc ekil 5.32

I-76 (5.38) , MGNT . ve MGN de PV A D nin RLR ye LR: (5.39) ve 5.30. B [20] 5.31. [20]

77

5.32. Empedans izleyiciye dayanan MGNT [20]

deki 1 ve 2 noktal MGN MGN MGNT denklem (5.37) deki D Buck denklem (5.37 , denle f ye ve de buck (5.40) , ) tekrar ifade edilir.

78

(5.41)

bir fonksiyonudur ve sabit

s P

ekil 5.33 de

5.33. [20]

ekil 5.34 de verilen

79 ekil 5.35 L1 o1 o2 seviy L2 2 o2 -a s-ahiptir.

5.35. D bir MGNT DA/DA de CCM dur

[20]

indeki gerilim

, (5.42a)

(5.42b)

80

, (5.42d)

(5.42e)

81

6. METODU VE MATLAB

-ve

nokta B ve B dilen nokta C dir

[10,18].

i

[12]. 6.1 de verilmektedir.

82 6.2. Beta MGNT Metodu 6]. V1, I1 oku, P1=V1.I1 V2, I2 oku P2=V2.I2 V3, I3 oku P3=V3.I3 P3>P2 ve P2>P1 V3>V2 ve V2>V1 periyodunu P2>P3 ve P2>P1 V3>V2 ve V2>V1 periyodu P1>P2 ve P2>P3 V3>V2 ve V2>V1 periyodunu Evet Evet Evet Evet Evet Evet

83 (6.1) (6.2) Denklem 6.1 de [13, 14]. Dizinin MGN ye n ye [15]. Uygulanan metod de

84 . 6.2. Hibrit MGNT Metodu Bu met Vpv, Ipv oku Evet Evet

85 ve -6.3 de verilmektedir. ve ve ve (6.3) ve (6.4) de verilmektedir. (6.3) (6.4) rleri ken ise MGN ve (6.5) ve (6.6) da verilmektedir. (6.5) (6.6) 6.3. -0 5 10 15 20 25 30 35 40 -50 0 50 100 150 200 250 300 gerilim (V) PV Beta

86 Beta r

girmektedir.

-6.4 de verilmektedir.

87

.4.

6.3. MGNT Devre K

Uygulanan MGNT sistemi PV panel, DA/DA MGN

6.5 de verilmektedir. Vpv, Ipv oku nokta metodu Evet Evet

88 6.5. DA/DA N 6.4. PV Panelin Modellenmesi 6.7 gibi (6.7) Burada 2 ), )

S 6.8) ve (6.9) dan elde edilmektedir.

(6.8)

PV Panel

MGNT

Vpv Ipv

89

(6.9)

Burada Boltzmann sabiti (1.38x10-23

(1.602x10-19 C),

nomin

6.10) dan elde edilmektedir.

(6.10)

Burada

[38,39,40,41,42]

Tablo 6.1. SL280- -kristal solar panel

SL280- -Kristal Solar Panel

72 p) 280 W Nominal Gerilim (Vmp) 35.8 V mp) 7.82 A oc) 44.5 V sc) 8.86A Panel Verimi %14.2 (NOCT) -0.35% +0.055% -0.45%

90 gerilim an de verilmektedir. . . I-0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 2 4 6 8 10 gerilim (V) 1000 W/m2 750 W/m2 500 W/m2

91

.

Bu panele ait I-V ve

W/m2, 750 W/m2 ve 500 W/m2

6.5. DA/DA Buck- Modellenmesi

DA/DA buck-boost

ne, uygulanan algoritma

DA/DA buck- da 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 50 100 150 200 250 300 gerilim (V) 1000 W /m2 750 W/m2 500 W/m2

92

. Buck- simulink modeli

DA/DA

- DA/DA

DA/DA gerilimi kontrol edilmektedir [45,46].

6.6. MGNT Devresinin Modellenmesi

erekli olacak gecikmeler Matlab

6.7 Sistem

93 i da . 6.8 d de Signal Builder Her metodun 10-6 ve 10-5 10-6 s

94 (a) (b) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 26 27 28 29 t (sn) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 500 600 700 800 900 1000 t (sn)

95 (c) . 10-6 10-5 sinyalleri 6.12 (a), (b) ve (c) de verilmektedir. (a) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 25 30 35 40 45 50 55 60 t (sn) 0 5 10 15 20 25 26 27 28 29 t (sn)

96 (b) (c) . 10-5 sistem 6.8 10-6 Matlab modeline 10 i de ler 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 500 600 700 800 900 1000 t (sn) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 20 30 40 50 60 t (sn)

97

sinyaline grafik de .13 de

sinyal ise PV

.13.

Artan iletkenlik algoritmas de

den so

yi takip etmeye da MGN

. Artan iletkenlik algoritm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

98

de verilmektedir.

.

Artan iletkenlik metoduna ait -5 Matlab modeline 20 sn de 12 16. 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 150 155 160 165 170 175 t (sn) PV MGNT 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -50 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

99 6.8 D -6 in . de meydana algalanma 17 de l 6.17. il 6.18 de 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

100 . De de meydana getirdi 6.19 da . D -5 . Matlab modeline 20 . 12 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 150 155 160 165 170 175 t (sn) PV MGNT

101 . 6.8 nin solunda dP/d -MGNT Bu metoda ait al 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -50 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

102 . 10-6 sinyali P(t- - I(t-P(t)=V(t).I(t) dV=V(t)-V(t- dP=P(t)-P(t-V(t), I(t) oku d azalt Evet Evet

103 2. Bu metoda ai 23 de 0.48 sn de MGN . Bu metoda a de mey 24 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

104 . -5 6.12 . 6.8.4. Beta MGNT Metodunun 10-6 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 150 155 160 165 170 175 t (sn) PV MGNT 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

105 11 de 25 de r. . da 0.18 sn . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

106

Beta de nde MGN de

mektedir. Bu beta metodunun MGN de fazla osilasyon yaparak M yi takip etmeyip sadece MGN

.

de her bir saniye de

. 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 150 155 160 165 170 175 t (sn) PV MGNT 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 X: 3.996 Y: 97.87 X: 7.006 Y: 166.2 t (sn) X: 5.003 Y: 119.3 X: 5.998 Y: 144.7 X: 8.001 Y: 166.1 X: 9.002 Y: 165.7 X: 3.001 Y: 156.5 X: 2 Y: 204.3 X: 0.9993 Y: 155.5 PV MGNT

107 10-5 6.12 29. 6.8.5. metodu -6 . Matlab 11 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -50 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

108

.

metodunun g de

.31.

de

vermenin aksine daha i

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

109 32. metodu -5 12 . 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 150 155 160 165 170 175 t (sn) PV MGNT 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

110 6.8.6. Hibrit MGN ul Hibrit MGNT metodu -6 11 ki e 34 de verilmektedir. . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

111

. Hibrit metodun

Hibrit metodu de verilmektedir

durumda meydana ge verilmektedir.

. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 150 155 160 165 170 175 t (sn) PV MGNT

112 . Hibrit . Beta metodu a nin yla 156.5 W, 97.8 W, 119.3 W ve 144.7 erilen hibrit .8 W, 104.2 W, 125.7 W ve 146.6 vermekte ve sistem Hibrit MGNT metodu -5 6.28 elde 38 de verilmektedir. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 X: 4.012 Y: 104.2 t (sn) X: 5.005 Y: 125.7 X: 6.006 Y: 146.6 X: 7.006 Y: 166.2 X: 8.001 Y: 166.2 X: 9.002 Y: 166.2 X: 2.999 Y: 157.8 X: 2 Y: 205 X: 0.9921 Y: 157.3 X: 0.1889 Y: 100.1 PV MGNT

113 . 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 50 100 150 200 250 t (sn) PV MGNT

114

7 LAR

iletkenlik metodu, beta metodu, dP/dV geri besleme kontrol metodu ve

metodundan ,

Hibrit metottan ve beta metodu birer

, eta

metodunun MGN

getiren hibrit bir MGNT metodu uyg

metodunun MGNT

V pan

de daha az osilasyon ile MGNT yi

Hibrit MGNT metodu

Bu metot il

ya

n daha az etkilenmesi sa

115 ,

116 KAYNAKLAR [1] URL-1, http://www.enerji.gov.tr/index.php?dil=tr&sf=webpages&b=gunes&bn=233& hn=&nm=384&id=40695, (09.06.2013) [2] Masters, G.M.,

University, A John Wiley & Sons, Inc. Publication, 445-485

[3] URL-2, http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg, 11 Haziran 2013. [4] Whitaker, C., Newmiller, J., Ropp, M., Norris, B.,

Interconnection Study: Distributed Photovoltaic Systems Design and

http://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/distributed_pv_system_design.pdf, 17

[5] Patel, M.R.,

Academy Kings Point, New York, CRC Press, 139

[6] Chong, K.,K., Wong, C.,W., -Axis Sun-Tracking

http://cdn.intechopen.com/pdfs/12229/InTech-[7]

The Sun Tracking System and Fixed System in The Application of Heating and

[8] Lee, C.,Y., Chou, P.,C., Chiang, C.,M., Lin, C.,F.,

[9] Shihong, Q., Wang, M., Chen, T., Yao, X.,

Incremental Conductance and Perturb-and-Observation Methods to Implement

[10] Walker, S. S. W., Sooriyaarachchi, N.K., Liyanage, N.D.B., Abeynayake, P.A.G.S., Abeyratne, S.G.,

and Information Systems ICIIS.

[11] Lei, M., Yaojie, S., Yandan, L., Zhifeng, B., Liqin, T., Jieqiong, S., High Performance MPPT Co

117

[12] Ali, A.N.A., Saied, M.H., Mostafa, M.Z., Abdel-Moneim, T.M.,

[13] Brito, M.,A.,G., Sampaio, L.,P., Junior, L.,G., Canesin, C.,A., 2011.

Brazil.

[14] Brito, M.,A.,G., Sampaio, L., Luigi G.,Jr., e Melo, G.,A., Canesin, C.,A., 2011.

[15] Desai, H.,P., and Patel, H.,K.,

International Conference, pp. 624 630.

[16] Lee, S., Park, H., Kim, G., Seo, H., Ali, M.H., Park, M., Yu, I.,

Experimental Analysis of the Grid Connected PV System Applied by POS

[17] Mei, Q., Shan, M., Liu, L., Guerrero, J.,M., Step-Size Incremental-Resistance MPPT Method [18] Faranda, R., Leva, S., Maugeri, V.,

[19] Kobayashi, K., Matsuo, H., Sekine, Y., Tracker of the

Solar-[20]

, Transactions on Power Electronics.

[21] Paz, F., Ordonez, M.,

, Transactions on Industrial Electronics. [22] Berrera, M., Dolara, A., Faranda, R., Leva, S.,

widely- , Bucharest Power Tech Conference IEEE.

[23] Esram, T., Chapman, P.L.,

, Transactions on Energy Conversion IEEE. [24] Jain, S., Agarwal, V., 2004.

, Power Electronics Letters, IEEE.

118 [25] Jain, S., Agarwal, V., 2006.

, Energy Conversion and Management.

[26] Hsiao, Y.T., Chen, C.H., 2002. Maximum Power Tracking for Photovoltaic Power System , 37th IAS Annual Meeting. Conference Record of the Industry Applications Conference.

[27] [28]

ference.

[29] Kitano, T., Matsui, M., Xu, D., -less MPPT control scheme

utilizing power balance at dc link system design to ensure stability and

[30] Shmilovitz, D., ia

[31] Hou, C. L., Wu, J., Zhang, M., Yang, J. M., Li, J. P.,

IEEE International Conference on Electric Utility Deregulation, Restructuring and Power Technologies.

[32] Takashima, T., Tanaka, T., Amano, M., Ando, Y.,

Engineering Conference and Exhibit, (IECEC).

[33] Chen, Y., Smedley, K. M., -effective single-stage inverter with EE Transactions on Power Electronics. [34] Ahmad, S., Mittal, N. R., Bhattachayra, A. B., Singh, M., 2010.

Output Power Optimization and Comparative Study of Silicon and thin Film , the 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA).

[35] rtiz-Rivera, E. I., Peng, F.,

119 [36] Park, M., Yu, I. K.,

Industrial Electronics Society (IECON). [37] Chen, L., Tsai, C., Lin, Y., Lai, Y.,

Algorithm for Tr energy conversion.

[38] Villalva, M.G., Gazoli, J.R., Filho, E.R., -Based

1254. [39]

114-119.

[40] Jamri, M. S., Wei, T. C., System Using the State-Applied Sciences.

[41] Sera, D., Teodorescu, R., Rodriguez, P.,

(ISIE).

[42] Kou, Q., Klein, S. A., Beckman, W. A.,

Long-

-Energy, Vol: 64, pp. 33-40.

[43] Li, S., Zhang, B., Xu, T., Yang J., Photovoltaic Grid-Connected Inver

Decision Conference (CCDC), pp: 2753-2756. [44] Zanotti, J. W., dos Santos, W. M., Martins, D. C.,

Electronics Conference (COBEP), pp: 556-562. [45] Nordin, A. H. M., Omar, A. M.,

(PV) Array and Maximum Power Point Tracker (MPPT) for Grid-Connected

& Environment (ISESEE), pp: 114-119.

[46] Mohan, N., Undeland, T. M., Robbins, W. P., 2003 , sayfa:

120

Elektrik -Anabilim Dal