Şebekeden bağımsız tek-fazlı FV evirici yapılarında iki aşamalı topolojiye sahip bir dönüştürücü içerisinde kullanılan kontrolörlerin karşılaştırılması

Son yıllarda güneş, rüzgâr, hidroelektrik, biyokütle ve biyogaz gibi temiz enerji kaynakları kullanılarak dünyadaki çevre kirliliğinin nasıl azaltılacağına yönelik birçok araştırma yapılmıştır. Bu nedenle, fosil yakıtlarının tüketimi azaltılarak hidroelektrik, güneş, rüzgâr, jeotermal ve dalga enerjisi gibi temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelinmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından en önemlilerinden birisi ve tükenmeyen tek enerji kaynağı olan güneş, hiçbir atığı olmayan temiz bir enerji kaynağıdır. İhtiyaç duyulan hemen hemen her yerde güneş enerjisinden yararlanmak mümkündür. Güneş enerjisi, sayısız avantajından dolayı birçok alanda kullanılmaktadır. Kullanım alanlarından en yaygını Fotovoltaik (FV) sistemlerdir. FV sistemler, şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız sistemler olarak iki gruba ayrılmaktadır. Bu çalışmada şebekeden bağımsız tek fazlı bir FV sistem incelenmiştir. Bu sistemde FV panel dizisi ile yük arasında iki güç elektroniği dönüştürücüsü bulunmaktadır. Her iki dönüştürücüde birer kontrolör ile kontrol edilmektedir. Birincisi, farklı ışınım ve sıcaklık değerleri için yükselten dönüştürücünün çıkışında elde edilen maksimum güç noktasını takip etmesi amacıyla ve ikincisi, yükün farklı değerleri için eviricinin çıkışındaki alternatif gerilimin minimum harmonik bozulmaya ve kararlı genlik değerine sahip olmasını sağlamak amacıyla kullanılmıştır. Yükselten dönüştürücünün kontrolü için üç farklı kontrol yapısı kullanılmıştır. Bunlar, geleneksel yöntemlerden değiştir ve gözle algoritması, akıllı yöntemlerden bulanık mantık yöntemi ve doğrusal olmayan yöntemlerden geri adımlamalı kontrolör yöntemidir. Evirici çıkışındaki yük değişiminde çıkış gerilimi ile istenilen değer arasındaki hatayı ortadan kaldırmak amacıyla geri adımlamalı kontrolörü kullanılarak kontrol edilmiştir. Performans karşılaştırması için şebekeden bağımsız tek-fazlı FV sistemin MATLAB/Simulink benzetimi yapılmıştır. Benzetimler kullanılarak farklı ışınım durumları ve yük değişimleri için kullanılan kontrolör yapıları karşılaştırılmış ve performans sonuçları ayrıntılı bir şekilde sunulmuştur. Benzetim sonuçları, geri adımlamalı kontrolörlü FV sistemin yüksek verimliliğe, kararlı genlikte ve düşük harmonik bozulmaların olduğu çıkış gerilimine sahip olduğunu göstermiştir.