Fotovoltaik sistemlerde kısmi gölgelenme durumları için hibrit maksimum güç noktası izleyicisi tasarımı

Fotovoltaik (FV) sistemler, temiz ve sürdürülebilir enerji üretimi sağlaması nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları arasında büyük bir öneme sahiptir. Ancak bu sistemlerin performansı, çevresel koşullara bağlı olarak değişkenlik göstermekte ve özellikle kısmi gölgelenme durumlarında ciddi güç kayıpları yaşanmaktadır. Kısmi gölgelenme durumlarında, FV sistemlerin güç-gerilim (P-V) karakteristiklerinde birden fazla güç zirvesi oluşabilmekte, bu durum sistemin global maksimum güç noktasını (GMGN) takip edebilmesini zorlaştırmaktadır. Geleneksel MGNİ algoritmaları, kısmi gölgelenme koşullarında GMGN'yi belirlemede yetersiz kalmakta ve yerel maksimum güç noktalarında takılabilmektedir. Değiştir ve Gözle, Artımsal İletkenlik gibi geleneksel yöntemler, düşük maliyet ve kolay uygulama avantajına sahip olmakla birlikte, karmaşık gölgelenme koşullarında başarılı olamamaktadır. Bu yetersizliklerin giderilmesi için kısmi gölgelenme durumlarına özel olarak atlamalı metotlar geliştirilmiştir. Bu metotlar arasında 0.8Voc ve SSJ gibi yöntemler yer almaktadır. Atlamalı metotlar, geleneksel yöntemlerle birleştirilerek hibrit yapılar oluşturulmakta ve geleneksel metotların kısmi gölgelenmedeki dezavantajları giderilebilmektedir. Bu çalışmada da, literatürde bulunan geleneksel ve atlamalı yöntemlerin bazıları açıklanmış, kısmi gölgelenme koşullarında FV sistemlerin performansını artırmak için yeni bir hibrit MGNİ algoritması geliştirilmiştir. Önerilen hibrit MGNİ algoritması, üç temel bileşenden oluşmaktadır. İlk olarak, düzenli ışınım koşulları altında sistemin çalışmasını sağlayan Değiştir ve Gözle (D&G) metodu; ikinci olarak, ani güç değişimlerinin kısmi gölgelenmeden kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirleyen Kısmi Gölgelenme Tespit Metodu (KGTM); son olarak ise kısmi gölgelenme tespit edildiğinde devreye giren yeni Global MGNİ algoritması yer almaktadır. Kullanılan Kısmi Gölgelenme Tespit Metoduna modifiye bir yapı eklenerek sistemin düşük gerilimlerde gereksiz tarama yapması önüne geçilmiş, güç kayıplarının azaltılması ve tarama süresinin iyileştirilmesi sağlanmıştır. Ayrıca, geliştirilen yeni Global MGNİ algoritmasının, kısmi gölgelenme durumlarında, özellikle uzun FV sistemlerde global maksimum güç noktasını (GMGN) daha hızlı ve etkili bir şekilde tespit etmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada önerilen Hibrit MGNİ algoritmasının uygulanacağı bir FV sistem tasarlanmıştır. Bu sistem FV dizi, DA-DA düşürücü yükseltici dönüştürücü, yük ve MGNİ algoritmasından oluşmaktadır. Benzetim çalışması MATLAB/SIMULINK programında gerçekleştirilmiştir. Önerilen hibrit MGNİ algoritmasının farklı atmosferik koşullarda (gölgelenme, ani ışınım) ve çeşitli kısmi gölgelenme senaryolarında gösterdiği performans simüle edilmiş, MGN takip yeteneği detaylı şekilde incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, algoritmanın GMGN'yi doğru bir şekilde izlediğini ve kısmi gölgelenme durumlarında sistemin verimliliğini artırdığını göstermiştir. Özellikle, algoritmanın gereksiz taramaları önlemesi sayesinde izleme süresinde önemli ölçüde azalma sağlanmıştır. Önerilen algoritma, Artımsal İletkenlik ve Atlamalı Adaptif D&G algoritmalarıyla karşılaştırılmış ve izleme doğruluğu, hız ve verimlilik açısından üstünlük sağladığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında geliştirilen hibrit MGNİ algoritması, kısmi gölgelenme koşullarında FV sistemlerin verimliliğini artırmak ve sistemin global maksimum güç noktasında çalışmasını hızlı bir şekilde sağlamak için yenilikçi ve etkili bir çözüm sunmaktadır.