FV sistemlerde güneşi takip eden sistem tasarımı ve MPPT kontrolü ile enerjinin yüke maksimum olarak aktarılması

Özellikle son 20 yılda teknolojinin ve sanayinin gelişimine bağlı olarak enerji ihtiyacı artarak devam etmektedir. Bu ihtiyacı karşılamak için birçok farklı kaynak kullanılmaktadır. Fosil yakıtlar, enerji ihtiyacını karşılamak için geçmişten günümüze kadar en yaygın kullanılan enerji kaynağı olmuştur. Halen birçok ülkenin başlıca enerji kaynağı olmasına rağmen, doğaya saldıkları zehirli gazlar ve çevreye verdikleri zarar sebebiyle önemi gittikçe azalmaktadır. Fosil yakıtların kullanımının azaltılmak istenmesine rağmen enerji ihtiyacının önemli bir oranda artmaya devam etmesi, bu enerji ihtiyacının farklı kaynaklardan teminine zemin hazırlamıştır. Son yıllarda, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında önemli ölçüde artış gözlenmiştir. Bu kaynaklar içerisinde en önemli yenilenebilir enerji kaynağı, şüphesiz güneştir. Güneşe ulaşılabilmesinin kolay olması yanında yeryüzünde bulunan bütün enerji kaynaklarından daha fazla potansiyel enerji barındırması, güneşi yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde ilk sıraya yerleştirmiştir. Güneş enerji sistemlerinin maliyetleri azalan bir eğilim göstermesine rağmen hala yapılan yatırımların geri dönüş süresinin uzun olması ve atmosferik koşullardan kaynaklı bazı olumsuz durumlardan dolayı, güneş enerjisi sistemlerinde bulunduğu koşullar altında üretebilecekleri maksimum enerjiyi üretmeleri ve bu enerjinin kayıpsız bir şekilde kullanılacağı yüke aktarılması büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında da bu konular ele alınmıştır. Öncelikle güneş enerjisinin potansiyeli, ülkemiz ve dünyadaki kurulu sistem güçleri verilerek güneş enerjisinin ne denli önemli bir enerji kaynağı olduğu vurgulanmıştır. Sonrasında güneş enerjisinden elektrik üretmekte kullanılan fotovoltaik hücre ve panel yapıları verilerek matematiksel olarak bu yapıların modelleri oluşturulmuştur. Sonraki bölümde ise güneşi takip eden fotovolatik bir sistemin tasarımı yapılarak, bu sistemin kontrolü PID kontrolör ile yapılmıştır. Bu bölümde kullanılan radyasyon verileri, geçmiş yıllara ait gerçek radyasyon verileridir. Son olarak fotovoltaik sistemler yardımıyla üretilen enerjinin yükse maksimum olarak aktarılmasını sağlayan maksimum güç noktası takipçisinin dört farklı yöntemler tasarımı yapılmış ve bu sistemlerin birbirine göre avantajları ve dezavantajları verilmiştir. Her bir bölümde modellemesi yapılan sistemlerin MATLAB/Simulink yardımıyla simülasyon modelleri oluşturulmuş ve çalışma içerisinde verilen koşullar altında simülasyonları yapılmıştır. Maksimum güç noktası takipçilerinin simülasyonundan elde edilen veriler karşılaştırılarak en iyi sonucu veren sistemler belirtilmiştir.