PV Sistemin İçin Maksimum Güç Noktası İzleyicisi Tasarımı ve Uygulaması

Abstract

PV sistemin çıkış gücü, güneş ışınlarının panel yüzeyiyle yaptığı açı ve panel sıcaklığı ile değişim göstermektedir. PV panellerde akım gerilim karakteristiklerinin doğrusal olmaması bu kaynağın enerji üretiminde verimi düşürmektedir. Bu olumsuzluğu minimize etmek için Maksimum Güç Noktası İzleme (MPPT- Maximum Power Point Tracking) yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. MPPT yöntemi için geliştirilen birçok fiziksel yapı ve algoritma bulunmaktadır. MPPT için en çok tercih edilen algoritmalar Artan İletkenlik ve Perturb&Observe algoritmalarıdır. Bu çalışmada, DC-DC alçaltıcı çevirici (Buck Converter) yapısı MPPT yöntemi ile kontrol edilerek, PV sistem çıkışında doğrusal akım kaynağı oluşturulmuştur. Böylece, PV sistemden elde edilen gücün maksimum seviyede kullanımı sağlanmaktadır. Gerçekleştirilen devre, PV sistemin gerilim ve akım değerlerini döngüsel olarak analog dijital dönüşüm sistemi kullanılarak ölçmektedir. PV sistemden alınabilecek anlık maksimum akım değerine ve PV sistemin gerilim değerine göre hesaplanan giriş gücü, Perturb&Observe algoritmasının kullanımıyla çıkış gücünün hesaplanmasını sağlamaktadır. Mikro kontrolör ile yönetilen alçaltıcı çevirici, batarya grubu şarj akımını sağlamaktadır. Gerçekleştirilen çalışmada tek bir güneş paneli yapısında batarya grubu şarj sistemi için, kolay uygulanabilirlik, düşük maliyet ve yüksek verimlilik ölçekli bir yaklaşım ile mikro denetleyici kontrolü üzerinden DC-DC dönüştürücü kontrol edilmektedir.

Keywords

• PV sistem
• Maksimum güç noktası izleme (MPPT)
• P&O algoritması
• DC-DC çevirici
• Batarya şarj sistemi

Design and Application of Maximum Power Point Tracking (MPPT) for PV System

Abstract

In PV system, maximum output power (in a maximum power state) changes according to the angle of solar rays over the panel and the heat of the panel. In PV panels, if the characteristics of current and voltage are not linearity, it decreases the energy efficiency of this source. In order to minimize this negativity, Maximum Power Point Tracking (MPPT) is widely applied. Although there are many developed physical structures and algorithms, in MPPT the mostly preferred ones are Increasing Conductivity and Perturb & Observe (P&O) algorithms. In this study, in the output of PV system, linear current source is generated (created, built, established) by controlling the structure of DC-DC Buck Converter with MPPT methods. By this means, power attained through PV system is used in maximum level. Designed the circuit measurement values of voltage and current of PV system cyclic by using analog to digital converter system. Input power, calculated through the voltage value of PV system and maximum instantaneous current value that can be attained from PV system, enables the calculation of output power with the combined usage of P&O algorithms. Buck DC Converter directed through micro controller provides the charging current for batteries. PV systems to the battery packs at a maximum level. In this study, on one single solar panel for battery pack charging system, DC-DC is generated over micro controller control considering the easy applicability, low cost, and high efficiency. 

Keywords

• PV system
• Maximum power point tracking (MPPT)
• P&O algorithms
• DC-DC converter
• Battery charging system

References

1. A.P.K. Yadav, S. Thirumaliah International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronicsand Instrumentation Engineering 1(1) (2012) 18-23.
2. S. Gomathy, S. Saravanan International Journal of Scientific & Engineering Research 3(3) (2012) 1-7.
3. B. Das, A. Jamatia, A. Chakraborti, P.Rn. Kasari, M. Bhowmik International Journal of Advances in Engineering & Technology 4(1) (2012) 579-591.
4. H. Abouobaida, M. El Khayat, M. Cherkaoui Journal of Electrical Engineering 14(4) (2014) 1-6.
5. D.P. Hohm, M.E. Ropp Progress In Photovoltaics 11 (2003) 47-62.
6. G.J. Yu, Y.S. Jung, J.Y. Choi, G.S. Kim Solar Energy 76 (2004) 455–463.
7. A. Kulaksız, R. Akkaya, Maksimum güç noktası izleyicili foto voltaik güç sisteminin mikro denetleyici tabanlı kontrolü, Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, Kayseri-Türkiye, (2003) 53-61.
8. A. Fıratoğlu, B. Yeşilata DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 5(1) (2003) 147-158.

9. N. Onat, S. Ersöz, Fotovoltaik sistemlerde maksimum güç noktası izleyici algoritmalarının karşılaştırılması, V. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, Diyarbakır-Türkiye, (2009) 50-56.
10. Y. Erdoğan, T. Dinçler, M. Kuncan, H.M. Ertunç, Güneş panelleri için yüksek verimli maksimum güç noktası izleyicisi (MPPT)tasarımı, Türk Otomatik Kontrol Toplantısı, Kocaeli-Türkiye, (2014) 1055-1060.
11. R. Faranda, S. Leva Wseas Transactions On Power Systems 3(6) (2008) 446-455.
12. D.S. Morales, Maximum power point tracking algorithms for photovoltaic applications, Yüksek Lisans Tezi, Aalto University, Esbo–Finlandiya,(2010).
13. S.Y. Tseng, C.T. Tsai Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, 2012(Article ID 936843) (2012) 15 sayfa.