SIMULATION OF EFFECT ON SELECTING DECOUPLING CAPACITOR VOLTAGE VALUE ON THE OUTPUT POWER OF A FLYBACK CONVERTER FED BY A PV PANEL

Year 2023, Volume: 26 Issue: 1, 108 - 116, 15.03.2023

Metin Salihmuhsin 0000-0003-2069-9376

https://doi.org/10.17780/ksujes.1179382

Abstract

In this study, a flyback converter is designed with a PV panel connected to its input. A decoupling capacitor is placed between the PV panel and the converter. The user can set the desired lighting and temperature conditions for the PV panel. The state space model of the converter is obtained, and references are made to our previous works for calculations of circuit parameters, steady state and small signal analysis of the same converter. The developed programs were written using Matlab/Simulink software. Simulations were carried out to see the efficiency of the power transferred to the output for different voltage values of the decoupling capacitor. The simulations have shown that if the decoupling capacitor voltage value is selected higher than the PV panel output, there is no power loss. If it is selected less than the panel output voltage, there is a clear decrease in the power transferred to the output. It is reported that a 5 V decrease in the capacitor voltage value causes 29.15% power loss at the system output.

Keywords

PV panel simulator, decoupling capacitor, flyback converter, Matlab/Simulink

GİRİŞİNE GÜNEŞ PANELİ BAĞLI BİR GERİ DÖNÜŞLÜ DÖNÜŞTÜRÜCÜ İÇİN SEÇİLEN DEKUPLAJ KAPASİTÖRÜ VOLTAJ DEĞERİNİN ÇIKIŞ GÜCÜ ÜZERİNE ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada girişine bir PV panel bağlı olan bir geri dönüşlü dönüştürücü tasarımı yapılmıştır. PV panel ve dönüştürücü arasına bir dekuplaj kapasitörü yerleştirilmiştir. Kullanıcı PV panel için istediği aydınlanma ve sıcaklık koşullarını programdan girerek ayarlıya bilmektedir. Panel çıkışına bağlanan dönüştürücünün durum uzayı modeli elde edilmiş, devredeki eleman değerlerinin bulunması, kararlı durum ve küçük sinyal analizleri için önceki çalışmalarımıza referanslar verilmiştir. Geliştirilen programlar Matlab/Simulink yazılımı kullanılarak yazılmıştır. Çalışmanın amacı, devrede kullanılan dekuplaj kapasitörünün farklı voltaj değerleri için çıkışa aktarılan gücün verimini bulmak maksadıyla simülasyonlar gerçekleştirmektir. Yapılan simülasyonlar dekuplaj kapasitörü voltaj değerinin PV panel çıkışından yüksek seçilmesi durumunda güç kaybı olmadığını, panel çıkış voltajından daha az seçilmesi durumunda ise çıkışa aktarılan güçte bariz düşüşler olduğunu göstermiştir. Kapasitör voltaj değerindeki 5 V’luk bir azalışın sistem çıkışında %29,15 güç kaybına neden olduğu rapor edilmiştir.

Keywords

PV Panel Simülatörü, Dekuplaj Kapasitörü, Geri Dönüşlü Dönüştürücü, Matlab/Simulink.

References

• Aldwihi, B. A., Salihmuhsin, M., (2019). Modeling of Photovoltaic Panels Using MATLAB / SIMULINK, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(2), 78-87.
• Büyükgüzel B., (2011). Microcontroller Based Maximum Power Point Tracker for Solar Panels, M. Sc. Thesis, Çukurova University, Institute of Natural and Applied Sciences, Department of Electrical and Electronics Engineering.
• Cubas J., Pindado S., Victoria M., (2014). On the Analytical Approach for Modeling Photovoltaic Systems Behavior, Journal of Power Sources, 247, 467–474.
• İşler Y. S., Salihmuhsin M., (2018). Şebekeden Bağımsız PV Sistemin TRNSYS ile Gerçek Zamanlı Modellenmesi, Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences, 21(1), 66-76.
• İşler Y. S., Salihmuhsin M., (2016). Yenilenebilir Enerji Kaynakları İçin Yazılım Araçlarının Sınıflandırılması, International Conference on Natural Science and Engineering (ICNASE’16), sy 2419-24 26, Mart 19-20 Kilis, Türkiye.
• Özgöçmen, A., (2007). Güneş Pilleri Kullanarak Elektrik Üretimi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Salihmuhsin M., (2022a). Simulation of a Flyback Converter in Open Loop, 2.nd International Mediterranean Scientific Research and Innovation Congress, pp. 1072-1078.
• Salihmuhsin M., (2022b). Farklı Aydınlanma ve Sıcaklık Koşullarında Çalışan Bir Güneş Paneli Simülatörü, 2.nd International Mediterranean Scientific Research and Innovation Congress, pp. 1064-1071.
• Salihmuhsin M., (2022c). Durum Uzayı Ortalaması Metoduyla Bir Geri Dönüşlü Dönüştürücü İçin Küçük Sinyal Analizi, Uluslararası Mühendislik Bilimleri Kongresi, 11-12 Kasım, Baku, Azerbaycan Teknik Üniversitesi. Tamyurek B., Kirimer B., 2015, An Interleaved High-Power Flyback Inverter for Photovoltaic Applications, IEEE Transactions on Power Electronics, 30(6), 3228-3241.
• Zengin S., Deveci F., Boztepe M., 2013, Decoupling Capacitor Selection in DCM Flyback PV Microinverters Considering Harmonic Distortion, IEEE Transactions on Power Electronics, 28(2), 816-825.