Fotovoltaik sistemlerde kullanılan klasik ve mgnt şarj kontrol cihazlarının deneysel karşılaştırılması

Sonsuz bir enerji kaynağı olan güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için fotovoltaik (FV) panellerden faydalanılır. FV panellerin ürettikleri güce etki eden önemli faktörlerden olan ışıma ve sıcaklık, oldukça önemli bir yere sahiptir. Işımanın artması panel akım ve gerilimini artırırken, sıcaklığın artması gerilimin düşmesine sebep olurken, düşük miktarda da akımın artmasına sebep olur. FV panellerin verimlerinin düşük olmasının yanında, verimlerini daha da düşüren çeşitli etkenler vardır. Bu etkenlerden özellikle sıcaklık ve ışıma miktarının azalmasına sebep olan gölgelenme, tozlanma-kirlenme ile yansıma, panelin ürettiği gücün düşmesine sebep olmaktadır. Bir FV panelin belirli koşullar altında maksimum ürettiği güç değeri vardır. Her yük değerinde panelden üretilen maksimum güç çekilemez. Bu sebeple, maksimum güç elde edebilmek için fotovoltaik sistemlerin, maksimum güç noktasında veya bu noktanın etrafında çalışmasını temin etmek için çeşitli Maksimum Güç Noktası Takibi (MGNT) yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemler FV sistemi maksimum güç noktasında çalıştırarak yüke maksimum güç aktarımı yapabilmek için DA-DA dönüştürücülerin görev periyotlarını belirlerler. Bu tez çalışmasında bir FV panelin, yükseltici DA-DA dönüştürücüsünün omik bir yükü beslemesi Matlab simulink ortamında modellenmiştir. MGNT algoritması olarak P&O (Değiştir ve Gözle) ve INC (Artan İletkenlik) algoritmaları kullanılarak iki model simülasyonu hazırlanmıştır. İki modele göre FV panelin ürettiği akım, gerilim ve güç değerleri ile dönüştürücü akım, gerilim ve güç değerleri incelenmiştir. Bu tez çalışmasında MGNT algoritması kullanan bir MGNT şarj kontrol cihazı ile PWM (Pulse Width Modulation) şarj kontrol cihazının performanslarını karşılaştırmak için bir deney seti kurulmuştur. Çalışma için iki deney seti hazırlanmıştır. Birinci deney setinde 100 W gücündeki bir FV panel, 30A'lik PWM şarj kontrol cihazı kullanılarak bir 24 Ah jel akü şarj edilmiştir. İkinci deney setinde ise bütün elemanlar aynı olmak üzere şarj kontrol cihazı olarak 30 A' lik MGNT şarj kontrol cihazı kullanılmıştır. Aküler sürekli bir 50𝜴, 1000W'lık bir reosta yardımı ile deşarj edilerek %20-25 şarj seviyelerinde kullanılmıştır. Her iki deney setinden de aynı sıcaklık, ışıma, rüzgar nem vb. ortam koşullarında eş zamanlı olarak ölçümler alınmış ve bu ölçümler birbirleriyle kıyaslanmıştır. Deney sonuçları incelendiğinde MGNT şarj cihazı kullanılan sistemin PWM şarj cihazı kullanılan sisteme göre güç ve veriminin günün bütün saatlerinde daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca ışımanın daha yüksek olduğu saatlerde MGNT şarj cihazlı sistemin verim ve gücünün diğer sisteme göre daha da arttığı gözlenmiştir.