Theses supervised by Doç. Dr. Fatih Korkmaz
13 theses · Çankırı Karatekin Üniversitesi
Improve levels of power & voltage at the nassereya pump station of water by controlling parameters of high voltage networks
This paper's research focuses on the real problems which suffer from pumps station during their connection with the national electric network, in our paper, we will take negative effects that appear in the pump stations with power flow parameters, voltage, active and reactive power current loading, and total losses. Using the electric network have 28 Buses (test 2) as a simulation of Iraq's electric network. Firstly we will connect the pump station has a capacity of power equal to 75 MVA and do an analysis by the Neplan program which uses Newton Raphson method to calculate load flow, after that, we are solving problems by using FACT'S system (SVC, UPFC, and capacitor bank) also taken the problem of power equality as an effect of Harmonic which production from electronic device soft start of a pump station and method treatment by passive filter first order. At last, we are studying the effect of fault current and how to reduce the effect by using the Current Limiting Reactor (CLR).
Elektrikli araç teknolojisi ve Çankırı ilinde çatı tipi güneş paneli destekli elektrikli araç şarj istasyonu tasarımı ve maliyet analizi
Bu araştırmada elektrikli araçlara dair gelişmeler ile gelecekte bu araçların gelişim olanakları hakkında incelemeler yapılmıştır. Bu gelişmeler sonucunda elektrikli araçların insan yaşamındaki yeri, fosil yakıt tüketimli araçlar ile elektrikli araçların farkları ve elektrikli araç kullanımı sonucu çevresel ve toplumsal alanda yaşanması öngörülen değişim ve gelişimlerin neler olabileceği konusu üzerinde durulmuştur. Elektrikli araçların şarj sistemleri ve bu şarj sistemleri ile alakalı Türkiye'nin kullandığı standart belirtilmiştir. Elektrikli araç şarj terminalleri üzerine yapılan araştırmalar incelenmiş ve bu şarj terminallerinde güneş enerjisi kullanımının tercih edilmesi sonucu Çankırı ilinde PV panel kullanımı ile bir şarj terminali tasarımı yapılmıştır. Bu tasarım neticesinde Çankırı ilinde PV sistem ile elektrikli araç şarj işleminin verimli olup olmayacağı incelenmiş ve maliyet analizi yapılmıştır. Ayrıca, elektrikli araçlar ile içten yanmalı motorlara sahip araçların yakıt giderleri karşılaştırılmış olup, bu anlamda hangi araçların kullanımının daha uygun olduğu incelenmiştir. Burada, sonuç olarak Çankırı ilinde PV sistem ile araç şarj işleminin yapılabileceği, elde edilen bilgiler neticesinde günlük ortalama 28,5 kWh enerji ihtiyacı olan bir araç için 535 Wp'lik 15 panel ile kurulacak bir sistem ile enerji ihtiyacının karşılanabileceği, ayrıca fosil yakıtlı araçların elektrikli araçlara göre ortalama yakıt tüketimi maliyetlerinin ortalama bir değer ile 3,15 katı kadar daha maliyetli olduğu sonucuna varılmıştır.
Development of a multi-axis closed-loop solar radiation tracking system by the fuzzy logic
This thesis research aims to optimize the utilization of solar radiation by employing solar cells and addressing any potential barriers that may impede the efficiency of power generation. Hence, it was imperative to consider the planning, design, and implementation of an intelligent system capable of fulfilling this requirement. Consequently, we opted for an external structure that aligns with the concept of a smart tracking system, eliminating the need to determine the azimuth angle. Instead, the focus is on ensuring the system remains perpendicular to the source of solar radiation. The external structure was designed with two interconnected components to enable a 360° horizontal movement and a 180° vertical movement, ensuring optimal tracking and precise outcomes. This design incorporates two motors (DC and servo) and utilizes eight LDR sensors to effectively overcome obstacles, including partial shading, and maintain accurate tracking even if one of the sensors malfunctions. These sensors operate based on a unique mathematical and programming algorithm. An optimal control device for managing these motors and sensors is the Arduino, which utilizes the fuzzy logic algorithm and is known for its precision in handling relative values and components. The fuzzy logic controller will be responsible for controlling and directing all elements of the system and determining the time to move the panels so that they face direct sunlight. The fuzzy logic algorithm, consisting of 524 lines of programming, incorporates comprehensive instructions, inputs, and control mechanisms to achieve precise and optimal outcomes while effectively addressing challenges such as partial shade and the malfunction of an LDR sensor. Data was collected by using a recording unit (SD card) and storing it on a memory card, which may be accessed at any time, to ii verify the system's efficiency and identify weak points. The practical results showed that the use of 8 LDR sensors enabled us to overcome all the obstacles facing the system, in addition, to accurately aligning the solar radiation source and choosing the best angles to reach the desired target. Moreover, the utilization of both DC and servo motors played a crucial role in surmounting the primary obstacles encountered in this study. Specifically, it facilitated the identification of the optimal angle that is perpendicular to the radiation source, eliminating the necessity for the azimuth angle and the most favorable starting angle. This system can be categorized as a fusion of the advantages of conventional tracking systems and the integration of artificial intelligence into the tracking process in this research.
Elektrikli araçların kablosuz şarjı için mikro şebeke istasyonunun performans değerlendirmesi
Son on yılda, elektrikli araçlar, sera gazı emisyonlarını azaltarak iklim değişikliğiyle mücadele etmeye yönelik küresel çabada niş bir üründen ana akım bir çözüme dönüşmüştür. Artan popülaritelerine rağmen, elektrikli araçların geniş çapta benimsenmesi, mevcut şarj altyapısının yetersizliği nedeniyle engellenmektedir. Bu sorunu ele almak için, elektrikli araçların kablosuz şarjı için mikro şebeke istasyonlarının uygulanması umut verici bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez, mikro şebeke istasyonlarının güvenilirlik, verimlilik ve yaygın uygulanabilirliğine odaklanarak kapsamlı bir değerlendirme yapmaktadır ve böylece sürdürülebilir ulaşımda kritik bir girişim olarak konumlandırılmaktadır. Bu çalışma, mevcut elektrikli araç şarj altyapısının zorluklarını değerlendirerek mikro şebeke istasyonlarının performansını incelemeyi amaçlamaktadır. Bu istasyonların, kullanıcı deneyimini basitleştirilmiş şarj süreçleri, bilgilendirilmiş politika kararları ve elektrikli araç altyapısına yapılan yatırımlarla artırma potansiyelini araştırmaktadır. Mikro şebekelerin kablosuz şarj teknolojisiyle entegrasyonu, teknolojik yenilikleri ve ekonomik fırsatları teşvik edebilmektedir. Araştırma, mikro şebeke istasyonlarının sürekli güç sağlamadaki güvenilirliğini, güç aktarımı ve enerji kullanımı açısından verimliliklerini değerlendirmekte ve büyük ölçekli dağıtım potansiyellerini incelemektedir. Anahtar bulgular arasında, maksimum güç noktası takibi (MPPT) DC-DC yükseltici konvertör ile donatılmış güneş enerjili bir mikro şebeke istasyonunun yüksek verimliliği yer almakta olup, yenilenebilir enerji sistemlerinde enerji kullanımını optimize etmenin önemini vurgulamaktadır. İndüktif ve kapasitif kablosuz şarj yöntemleri arasındaki karşılaştırmalı analiz, ilgili verimliliklerini ve operasyonel inceliklerini ortaya koymakta ve indüktif şarjın %91,17'lik daha yüksek bir verimlilik gösterdiğini belirtmektedir. Bu çalışma, mikro şebeke istasyonlarının fizibilitesi ve ölçeklenebilirliği konusunda önemli bilgiler sağlamakta ve sürdürülebilir ulaşım çözümlerinin ilerlemesine katkıda bulunmaktadır. Mikro şebeke istasyonlarının elektrikli araç şarj altyapısını devrim niteliğinde dönüştürme potansiyelini vurgulamakta, böylece elektrikli araçların daha geniş çapta benimsenmesini kolaylaştırmakta ve çevresel sürdürülebilirliğe katkıda bulunmaktadır.
Şebekeye bağlı mı̇kro şebekelerde hı̇brı̇t enerjı̇ sı̇stemı̇nı̇n performansının analı̇z edı̇lmesı̇
Bu çalışma, özellikle dinamik bir mikro şebeke ortamında fotovoltaik sistemlerin optimizasyonuna odaklanarak yenilenebilir enerji sistemleri alanında önemli bir ilerlemeye işaret etmektedir. Çalışma, bir batarya enerji depolama sistemine bağlı bir fotovoltaik sistemin performansına yakından bakarak yeni dinamik kontrol algoritmalarının ne kadar yararlı olabileceğini göstermektedir. Bu algoritmalar, enerji üretimi, dalgalanan talep ve depolama bileşenlerinin şarj durumu gibi karmaşık değişkenlerin yönetilmesinde çok önemlidir. Şebeke takip modunda Mikro Şebeke Enerji Yönetim Sistemi (MEMS), PQ kontrolü, ışınım değişimi, resenkronizasyon ünitesi kontrolü, güneş enerjisi santrali kesintisi ve dengesizlik telafi sistemlerinin tümü farklı durumlarda dikkatle incelenmiştir. Bulgular, özellikle güneş ışınımı değişiklikleri ve şebeke kesintileri karşısında hibrit sistemin artan esnekliğini ve etkinliğini göstermektedir. Sistemin gösterdiği esneklik, şebeke istikrarının ve kesintisiz güç sağlanmasının sürdürülmesinde gelişmiş kontrol stratejilerinin hayati öneminin altını çizmektedir. Özellikle, Resenkronizasyon Ünitesi Kontrolünün devreye alınması, şebekeye bağlı ve adalı operasyonlar arasındaki değişimler sırasında şebekeyi daha güvenilir hale getirmenin önemli bir parçası olmuştur. Böylece resenkronizasyon neredeyse hiç sorun yaşanmadan sorunsuz bir şekilde gerçekleşmiştir. Güneş santrali kesintisi ve Dengesizlik Telafi sistemi derinlemesine incelenmiş ve sonuçlar, aşırı üretim zamanlarında enerjinin nasıl dağıtılacağını ve enerji üretimi ile tüketiminin eşit olmadığı durumlarda sorunların nasıl çözüleceğinin konusunda çok faydalı olmuştur. Çalışma, mikro şebeke yönetimi teknolojilerinde büyük bir adım atılmasını sağlarken, daha fazla yenilenebilir enerji kaynağı eklenmesi, enerji depolama sistemlerinin iyileştirilmesi ve yeni, son teknoloji öngörücü kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi gibi daha fazla araştırma yapılabilecek alanlara da işaret etmektedir. Sonuçlar, mikro şebeke teknolojilerinin geliştirilmesi ve enerjinin daha sürdürülebilir hale getirilmesine yönelik küresel çabaların desteklenmesi açısından önemlidir. Ayrıca tüm dünyanın daha güvenilir, verimli ve çevre dostu güç sistemlerine geçmesinin ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.
Control of doubly fed induction generator with PWM inverter
The doubly-fed induction generator (DFIG) is based on a wound-rotor induction machine. The stator and the rotor of this induction machine are both connected to an electrical source hence the name doubly fed. In wind energy conversion systems, DFIG with a back-to-back converter is an extensively utilized system. This machine has been the subject of several scientific researches, especially its application in wind energy. This thesis focuses on the control of the Double-Feed Induction Machine by PI Regulator and Fuzzy Logic Regulator Techniques. After presenting the mathematical models of the machine and the converter in the three-phase frame then in the two-phase frame using the Clarke and Park transformations, the vector control of the machine was approached by the orientation of stator flux. A decoupled control of active and reactive power is synthesized employing PI controllers to control the power flowing between the DFIG stator and the grid. Using a fuzzy logic regulator instead of a PI improves overall robustness and tracking performance when dealing with uncertainties. Matlab/SIMULINK software is used to display simulation results for different operating modes.
Space vector pulse width modulation based speed control of induction motor with three level inverter using voltage/frequency controller
In general, speed control is an essential technology in flexible fast driving systems. To achieve that it requests variable frequency and voltage supply. Even though there are numbers of the pulse width modulation (PWM) scheme is utilized to get the variable frequency and supply voltage from an inverter. It is less used than the space vector pulse width modulation (SVPWM). The SVPWM method with supply voltage/frequency (V/f) control of induction motor (IM) is an alternating current (AC) motor that converts electrical energy into kinetic energy and drive is vastly utilized in the high-performance drive system. It is due to its characteristics such as high efficiency and good power factor. In this study, the voltage source inverter type SVPWM with three-level inverter using (V/f) control model design and implementation has been done through Matlab/Simulink software for the speed control of an IM. The proposed SVPWM for a three-level voltage-fed inverter, extended to the over modulation range. The over modulation strategy easily blends with the under modulation so that the inverter can operate smoothly from low speed to the extended speed range. The simulation results offer that the proposed three-level inverter reduces undulations in speed and torque.
Güneş paneli parametrelerinin online ölçümü ve uzaktan izlenmesi
Enerji, yaşantımızın her alanında bulunmaktadır. Enerji birbirinden farklı kaynaklardan üretilmektedir. Bu kaynaklar; yenilebilir ve yenilemeyen enerji kaynaklarıdır. Enerjiye olan ihtiyacın sürekli yükselmesi ile yenilenemeyen enerji kaynakları azalmaktadır ve enerji ihtiyacını karşılayamayacak hale gelmiştir. Yenilenemeyen enerji kaynakları kullanımında, doğaya ciddi zararlar vermektedir. Bu sebeplerden dolayı yenilenebilir enerji kaynakları, enerji kaynakları arasında önemini gün geçtikçe arttırmaktadır. Çeşitli yenilenebilir enerji kaynakları mevcuttur. Bunlardan en kolay ulaşılabilir olanı ise güneş enerjisidir. Güneş enerjisi, potansiyeli, kullanılabilirliği ve verimliliğiyle enerji kaynakları arasında önemlidir. Yaptığımız çalışmanın amacı, enerji verimliliğinin arttırılmasıdır. Güneş enerji santrallerinde, enerji üretimi sırasında ki parametreler hayati öneme sahiptir. Sürekli bu parametrelerin takibinin yapılması gerekmektedir. Santralde sürekli bulunulamayan durumlarda ise uzaktan kontrol ihtiyacı ortaya çıkmaktadır. Gerekli olan ihtiyacın karşılanabilmesi için; ışık şiddeti, akım, gerilim ve güç verilerinin ölçülüp, internet aracılıyla aktarılması sağlanmıştır. E-tablo ve oluşturulan mobil uygulama aracılığıyla, ölçülen parametrelerin takibi istenilen yerden kolaylıkla yapılabilecektir. Böylece güneş enerjisinden maksimum verim elde edilecektir.
Çift beslemeli asenkron jeneratörlü rüzgâr türbini PI kontrolcü yapısındaki değişikliklerin güç üzerindeki etkisi
Teknolojinin gelişmesi ile elektrik ihtiyacı gün geçtikçe daha da çok artmaktadır. Artan bu talebe karşılık elektrik üretiminin sınırlı kaynaklarla karşılanması ve bu kaynakların belirli bir ömrü olması sebebi ile yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi her geçen gün daha da artmaktadır. Bu çalışmada rüzgâr enerjisinin üretiminde kullanılan Çift Beslemeli Asenkron Jeneratörlü Rüzgâr Türbini kontrol yapısı Matlab Simulink ile modellenmiştir. Matematiksel ve elektriksel formları çıkarılan çift beslemeli asenkron jeneratörü kontrol diyagramı üzerinde yapılan 3 farklı varyasyon oluşturulmuştur. Bu çalışmanın sonucunda PI kontrolcünün güç üzerindeki etkisi ortaya konmuştur.
Türkiye'de enterkonnekte sistemin çökmesi durumunda Bartın ilinin şebekeden bağımsız acil durum beslenmesi
Elektrik enerjisine ihtiyaç tüm dünya da her geçen gün artmakta petrol, doğalgaz gibi üretim kaynakları yerine sürdürülebilir ve çevre dostu alternatif kaynaklara yani yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim artmaktadır. Enerji üretimini etkileyen önemli faktörlerden birisi de dağıtım şebekesindeki oluşan kayıplardır. Kayıpları önlemek adına enerjinin üretilen noktada tüketilmesi önerilmektedir. Ülkemiz de enterkonnekte sistem kullanılmakta ve herhangi bir sorunda şebekenin enerjisiz kalmaması için bu noktada dağıtık üretim kaynakları devreye girmekte olup, şebekeye entegre edilmesi durumunda yaşantımızı kolaylaştıracağı düşünülmektedir. Enterkonnekte şebekenin çökmesi durumunda acil beslenmesi gereken kritik yükler bulunmaktadır. Çalışma da iletim şebekesinin çökmesi durumunda Bartın ilinde acil besleme gereken kritik yüklerin dağıtık üretim tesislerinin dağıtım şebekesine entegre edilmesiyle beslemesi yapılmıştır. Bartın ilinin dağıtım şebekesi Digsilent Power Factory analiz programı kullanılarak modellenmiştir. Simülasyonda yük akış analizi, gerilim ve frekans kontrolleri yapılarak gerekli analizler yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda Bartın ili dağıtım şebekesin de acil yüklerin olduğu fiderlerde izole ada modu oluşturulmuş ve yüklerin besleme sırası belirlenerek Bartın ilindeki dağıtık üretim tesislerinin toplam kurulu gücün kritik yükleri beslemeye yeterli olduğu görülmüştür.
Kamulaştırılmış atıl alanların güneş paneli ile değerlendirilmesi: Yozgat Havalimanı örneği
Enerji, ülkelerin gelişmişlik seviyesini belirleme konusunda en temel yapı taşlarından birisidir. Refah seviyesi yükselen toplumlarda gelişen teknolojiyle birlikte enerji tüketimi her geçen gün artmaktadır. Günlük yaşamın her alanında enerjiye olan ihtiyacın artması ve fosil yakıtların olumsuz etkilerine karşı oluşan farkındalık, ülkeleri alternatif enerji kaynaklarına yöneltmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının; sınırsız olması, kendisini yenileyebilmesi, fosil yakıtlar ile kıyaslandığında emisyonu azaltması gibi birçok avantajı bulunmaktadır. Yeni yer aramaya ihtiyaç duyulmadan, havalimanlarında güvenlik sebebiyle boş bırakılan ve başka bir kullanım amacı bulunmayan atıl araziler yenilenebilir enerji kaynakları ile değerlendirilebilir. Yapılan literatür taraması sonucunda, Dünyada yenilenebilir enerji kullanan havalimanları incelenmiş, bu tez kapsamında yenilenebilir enerjinin Yozgat Havalimanı'na uygulanabilirliği değerlendirilmiştir. Yozgat Havalimanı için fizibilite çalışması yapılan fotovoltaik sistemlerin; havacılık üzerindeki ekonomik, teknik ve operasyonel etkileri sunulmuştur. Yozgat Havalimanı'nda mania haricinde kullanılabilecek atıl arazilerin belli bir bölümünün değerlendirilerek güneş enerji sistemlerinin kurulması durumunda, yıllık yaklaşık 3.500.000 kWh enerji elde edilebileceği ve elde edilecek bu enerjinin temini için harcanacak bedeli yaklaşık 4,5 yılda karşılayacağı hesaplanmıştır. Gerekli önlemler alındığında havalimanında PV sistemlerin kullanımının yüksek risk oluşturmadığı, yaklaşık 30 yıl kullanım ömrü olan sistemlerin işletme maliyetini azaltacağı ve sistemin kurulumunun ekonomik olacağı sonucuna varılmıştır.
Improving maximum power point tracking MPPT using different controller techniques
As it is known that, one of the obvious disadvantages of a photovoltaic system is the low power output of solar radiation because of the changes in the environmental conditions. An inexpensive and practical solution related to convert a solar energy is tracking the maximum power point of the solar panel. The project reviews the methods for finding the maximum power point based on the perturbation of the photovoltaic system. A comparative analysis of the methods is carried out, their advantages and disadvantages are revealed. The mathematical model of the system and the algorithms were reviewed and a complete model was built in the Matlab environment and the results were presented. An example of the construction of an analog control system for a DC voltage converter of a hysteresis type is shown. The work of a solar battery in conditions of partial shading, which leads to difficulties in tracking the global maximum power point, and ways of solving this problem are considered. The study focused on three common techniques in tracking MPPT, Perturb and Observe P&O, Incremental Conductance IC and Fuzzy Logic Control FLC. For fast charging and increasing the battery life cycle, PI controller was added and connected with the DC-DC converter.
Implementation and control of wind turbines based on doubly-fed induction generators
In this study, we deal with the MATLAB/Simulink modelling, implementation, and control of wind turbines based on doubly-fed induction generators. in detail, a background of wind blow energy as renewable energy is submitted, while the classification of generators used for a wind turbines are presented. In turn, a preview of doubly-fed induction generators (DFIGs) is presented recalling their advantages and contributions to improving the energy efficiency of wind turbine systems. Also, a comparison between the efficiency of energy of wind turbines which are based on doubly-fed induction generators, and the efficiency of energy of wind turbines which are based on other generators is made. Furthermore, the control process of the doubly-fed induction generators current is evaluated and modelled. Eventually, the investigation of the current controllers is presented.