Fotovoltaik güneş enerji sistemlerinde kullanılan maksimum güç noktası takip ediciler için farklı algoritmaların karşılaştırılması

Abstract

Fotovoltaik(PV) güneş enerji sistemleri uygulamaları son yıllarda yaygınlaşmıştır. MW'lar seviyesinde güneş santralleri kurulduğu gibi küçük güçlü uygulamaların da cazibesi gittikçe artmaktadır. Ülkemiz de güneş enerjisi potansiyeli yönünden iyi bir durumdadır.Fotovoltaik sistemlerin çevrim verimleri(ışınım/elektrik) düşüktür. Ayrıca direk bir kullanıcıya bağlandıklarında her zaman maksimum güç aktarımı yapamamaktadırlar. Bu da bir PV sistemden elde edilebilecek maksimum enerjinin alınamaması demektir. Bu istenmeyen durumu ortadan kaldırmak için kullanıcı ile PV arasına bir kontrol düzeneği yerleştirilmektedir. Bu düzenek Maksimum Güç Noktası Takipçisi(Maximum Power Point Tracker) olarak isimlendirmektedir. MGNT temel olarak bir DC/DC dönüştürücüdür. Bu dönüştürücü farklı kullanım yerine göre düşürücü/yükseltici tip olabilmektedir. Bu düzeneklerin temel mantığı PV'nin I-V karakteristiği üzerinde maksimum güç verebileceği bir noktada çalışmasını sağlamaktır.Maksimum güç noktası tespiti için ise farklı yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler dolaylı ve direk olarak iki grupta incelenmektedir. Dolaylı yöntemlerde PV üretecin maksimum güçte çalışma noktası akım, gerilim ve radyasyon değerlerinin ölçülmesi ya da deneysel verileri kullanarak nümerik yaklaşımlar veya matematiksel ifadelerle tahmin edilir. Direk yöntemlerde ise maksimum güç noktası dolaylı yöntemlerde olduğu gibi tahmin edilmez, bilakis ölçümler yapılarak ilgili maksimum güç noktasında sistem çalıştırılmaya yönlendirilir. Literatürde direk ve dolaylı olmak üzere birçok maksimum güç noktası takibi tekniği bulunmaktadır.Bu çalışmada kullanımı yaygın olan üç farklı MGNT algoritmasının performans karşılaştırması yapılmıştır. Bunun için bir deney düzeneği oluşturulmuş ve farklı algoritmaların bu düzenek üzerinde performans karşılaştırılması yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik güneş enerji sistemleri, maksimum güç noktası takip teknikleri, performans karşılaştırması