Matlab / Simulink Üzerinden Gerçek Zamanlı Gömülü Sistem Tabanlı Güneş Takip Sisteminin Tasarımı ve Uygulaması

Öz

Bu çalışmada, mikrodenetleyici kontrollü 3 eksen hareket kabiliyetine sahip bir güneş takip sisteminin prototip tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Çalışmada tasarlanan sistemin amacı günün her saatinde güneş ışınlarının, güneş paneline dik gelmesini sağlamak ve bu sayede güneş pilinden maksimum verim almaktır. Çalışma yazılım, otomatik kontrol sistemleri, elektrik makineleri, güç elektroniği ve mekanik gibi çalışma alanlarına ait birçok teknikten yararlanılarak yapılmıştır. Uygulamada açık döngü kontrol sistemi kullanılmış ve gerçek zamanlı olarak Matlab / Simulink ortamında kontrol edilmiştir. Kontrolör olarak Atmel firmasının geliştirdiği Atmega 328 mikro denetleyicisi kullanılmış olup güneş paneli 3 eksen hareket kabiliyeti bulunan bir platform üzerine yerleştirilmiştir. Eksenlerin hareketinde servo motorlar kullanılmış ve bu sayede istenilen açıda hareket etmesi sağlanmıştır. Işık algılayıcıları panelin alt, üst, sağ ve soluna yerleştirilerek ışığın yönü ve şiddeti tespit edilmiştir. Alınan veriler Matlab/Simulink ortamında işlenerek güneş panelinin bağlı bulunduğu eksenlerin konumu kontrol edilmiştir ve güneş ışınlarının panele dik olarak gelmesi sağlanmıştır. Ayrıca 3. eksen ile zamana bağlı olarak doğu batı yönünde güneş takibi yaptırılmıştır.   Güneş ışınların panele devamlı olarak dik gelmesi ile güneş panelinden günün her saatinde tam verim alınması sağlanmış ve sabit bir platforma göre daha verimli çalıştığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Güneş Takip,Gömülü Sistemler

References

1. Demirtaş, M. (2006). Bilgisayar Kontrollü Güneş Takip Sisteminin Tasarımı ve Uygulaması. Politeknik Dergisi, 9(4), 247-253. Altın, V. (2004). Güneş Enerjisinden Yararlanılarak Elektrik Üretimi. Mimar ve Mühendis Dergisi, 33, 28-31.
2. Oral, G., Uçan, O. N. (2012). Güneş Takip Sistemleri Ve Prototip Gerçekleştirme. İstanbul Aydın Üniversitesi Dergisi
3. Demirtaş, M., Sefa, İ., Irmak, E., Çolak, İ. (2008). Güneş Enerjili Sistemler İçin Mikrodenetleyici Tabanlı Da/Da Yükselten Dönüştürücü. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 23(3),719-727.
4. Fernández-Ahumada, L. M., Casares, F. J., Ramírez-Faz, J., López-Luque, R. (2017). Mathematical study of the movement of solar tracking systems based on rational models. Solar Energy, 150, 20-29.
5. Bahrami, A., Okoye, C. O., Atikol, U. (2016). The effect of latitude on the performance of different solar trackers in Europe and Africa. Applied Energy, 177, 896-906.
6. Obara, S. Y., Matsumura, K., Aizawa, S., Kobayashi, H., Hamada, Y., Suda, T. (2017). Development of a solar tracking system of a nonelectric power source by using a metal hydride actuator. Solar Energy, 158, 1016-1025.
7. Abdelghani-Idrissi, M. A., Khalfallaoui, S., Seguin, D., Vernières-Hassimi, L., Leveneur, S. (2017). Solar tracker for enhancement of the thermal efficiency of solar water heating system. Renewable Energy.
8. Şahin, M. E., Okumuş, H. İ. (2013). Güneş Pili Modülünün Matlab/Simulink ile Modellenmesi ve Simülasyonu (Modeling and Simulation of Solar Cell Module in Matlab/Simulink). EMO Bilimsel Dergi, 3(5), 17-25.

9. Sidek, M. H. M., Azis, N., Hasan, W. Z. W., Ab Kadir, M. Z. A., Shafie, S., Radzi, M. A. M. (2017). Automated positioning dual-axis solar tracking system with precision elevation and azimuth angle control. Energy, 124, 160-170.
10. Eldin, S. S., Abd-Elhady, M. S., Kandil, H. A. (2016). Feasibility of solar tracking systems for PV panels in hot and cold regions. Renewable Energy, 85, 228-233.
11. Rüstemli, S., Dinçer, F., Çelik, M., & Cengiz, M. S. (2013). Fotovoltaik Paneller: Güneş Takip Sistemleri ve İklimlendirme Sistemleri. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2(2).
12. URL-1, Ünal, H., Konuralp, A. (2016). Arduıno İle İki Eksenli Güneş Takip Sistemi. 01.12.2017 tarihinde https://prezi.com/drrvrpviyvru/arduino-ile-iki-eksenli-gunes-takip-sistemi/ adresinden alınmıştır.
13. Çobanoğlu, B. (2017). Derinlemesine Arduino, 1, Abaküs Yayınevi, (s. 250), Abaküs.