Güneş pili kaynaklı hidrojen üretim sistemi için yapay sinir ağları denetimli DA-DA çevirici tasarımı ve gerçekleştirilmesi

Bu çalışmada, güneş enerjisi sistemi kullanılarak alternatif bir enerji kaynağı olan hidrojen üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu sistemin tasarım ve kontrolü için yapay sinir ağları (YSA) destekli DA-DA düşüren dönüştürücü ve elektroliz sistemi kullanılmıştır. YSA destekli DA-DA düşüren dönüştürücü istenilen çıkış gerilimini elde etmek için tasarlanmıştır. Elektroliz sistemi ise hidrojen gazı elde etmek için tasarlanmış ve uygulaması yapılmıştır. Fotovoltaik (PV) panel olarak 545 W'lık model kullanılmıştır. Panel maksimum gerilimi 41,80 Volt ve maksimum güç akımı 13,93 amperdir. PV panel kontrol sistemi, panelden anlık olarak ölçülen panel gerilimi ve panel akımına karşılık gelen güç ve doluluk oranı değerlerinin, Espressif ESP32 S3 işlemcisi kullanılarak, yapay sinir ağları algoritması ile eğitilerek anlık olarak istenilen PWM sinyalini üretmekte ve DA-DA düşüren dönüştürücü sisteminin sürülmesini sağlamaktadır. DA-DA düşüren dönüştürücü çıkış değerleri 156 W sistem için teorik olarak 6,25 V ve 25 A olarak düşünülmüştür. Bu değerlerin seçilmesinin nedeni elektroliz sisteminin yüksek akım ve düşük gerilim değerlerinde verimli çalışmasıdır. Son olarak da elektroliz sistemi düşük iç direnç değerlerinde olması için paslanmaz çelik plaka ve Potasyum Hidroksit (KOH) çözeltisinden oluşturulmuş ve hidrojen gazı üretilmesi amaçlanmıştır. Bahsedilen devre öncelikle MATLAB/Simulink, LTspice ve Arduino IDE uygulamalarında test edilmiştir. Daha sonra sistem tasarımı ve gerçekleştirilmesi fiziki ortamda denenmiştir. Sonuç olarak yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisi sistemi kullanılarak çevresel değişimlere karşın yapay sinir ağları ile bütünleşik bir şekilde çalışan DA-DA düşüren dönüştürücü ve hidrojen üretimi gerçekleştirilmesi için proton değişim membranlı (PEM) elektroliz sistemi tasarımı yapılmış ve sonuçlar elde edilmiştir.