Farklı Eğim Açılarındaki Fotovoltaik Panellerin Elektriksel Ölçümlerinin Raspberry Pi ile İzlenmesi

Abstract

Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etmek için fotovoltaik (FV) paneller kullanılmaktadır. FV panellerden elde edilen enerji, panellerin kurulduğu coğrafi konuma, mevsimsel değişimlere ve çevre koşullarına göre sürekli olarak değişiklik göstermektedir. Dolayısıyla FV panellerden maksimum güç elde edilmesi amacıyla panellerin optimum eğim açısının aylık, mevsimsel ve yıllık olarak değiştirilmesi gerekir. Bu çalışmada, farklı açılarda yerleştirilen FV paneller ile Bilecik ilinde güneş enerjisinden elde edilecek maksimum gücün hangi eğim açılarında gerçekleştiğinin tespiti için verilerin toplanması, kayıt altına alınması ve analiz çalışmaları Raspberry Pi (RPi) üzerine kurulu web sunucu aracılığı ile gerçekleştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda FV panellerin gerilimleri gün boyunca ölçülmektedir. Ölçülen veriler analog-dijital dönüştürücü (mikrodenetleyici) ile sayısal bilgiye çevrilmektedir. RPi ile sayısal bilgilerin her 10 dakikada bir ortalaması alınarak kendi hafıza ortamında saklama işlemi gerçekleştirilmektedir. Aynı zamanda RPi’ye kurulan Linux temelli Raspbian işletim sisteminde oluşturulan betik yardımıyla ve web ara yüzünden aynalama işlemi yapılarak verilerin bilgisayar ortamına kaydedilmesi ile yedekleme işlemi gerçekleştirilmektedir. Farklı eğim açılarındaki FV panellerden elde edilen elektriksel ölçümler RPi üzerine kurulu web sunucu aracılığıyla günün her saatinde canlı olarak izlenebilmektedir. Ayrıca elektriksel veriler aylık ve yıllık olarak tarih ve zaman bilgileri ile kayıt altına alınmaktadır. Geliştirilen sistemin kullanıcı ara yüzüne http://solar.bilecik.edu.tr adresinden ulaşılabilmektedir.

Keywords

• Raspberry Pi
• Mikrodenetleyici
• Eğim açısı
• Fotovoltaik

The Monitoring of Photovoltaic Panels Electrical Measurements at Different Tilt Angles By Raspberry Pi

Abstract

Photovoltaic panels (PV) are used to extract electric energy from solar energy. The energy varies constantly depending on geographic position of the panels, seasonal changes and ambient conditions. Therefore, the optimum tilt angle of the panels must be adjusted daily, monthly and annual to extract maximum power from PV panels. This paper presents the collection, analyses and storage of the electrical data by a web server working on Pasberry Pi (RPi) to determine at which tilt angles maximum power is extracted from PV panels at different angles in Bilecik city. The voltage of the PV panels is measured daily. The data is converted to digital data by an analog-digital converter (microprocessor). The mean of the digital data is obtained in every 10 minutes and stored in its own memory by RPi. Moreover, the data is stored in computer environment by script developed on Linux based Raspbian operating system working on RPi and by data base mirroring process on web interface. The electrical measurements of the PV panels at different tilt angles can be watched live by a web-based system working on RPi during the day. The user interface of the system can be accessed from http://solar.bilecik.edu.tr web address.

Keywords

• Raspberry Pi
• Microcontroller
• Tilt angle
• Photovoltaic

References

1. A. N. A. Ali, M. H. Saied, M. Z. Mostafa, T. M. Abdel-Moneim (2012) DOI: 10.1109/EnergyTech.2012.6304652.
2. M. A. G. De Brito, L. Galotto, L. P. Sampaio, G. de Azevedo e Melo, C. A. Canesin (2013) DOI: 10.1109/TIE.2012.2198036.
3. M. Demirtaş Politeknik Dergisi, 9(4) (2006) 247.
4. K. Kurokawa (1998) DOI: 10.1016/S0960-1481(98)00144-X.
5. A. Şenpinar, M. Cebeci (2012) DOI: 10.1016/j.apenergy.2011.07.043.
6. J. Kaldellis, D. Zafirakis (2012) DOI: 10.1016/j.energy.2011.11.058.
7. M. Kacira, M. Simsek, Y. Babur, S. Demirkol (2004) DOI: 10.1016/j.renene.2003.12.014.
8. M. Aydın, M. H. Süzer, B. Yeşilata, Fotovoltaik Sistemlerde Anlık Çalışma Koşullarının Ölçümü İçin Özgün Bir Veri (DAQ) Kartı Tasarımı, 3. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu ve Sergisi, Mersin-Türkiye, (2005).

9. S. Kesler, S. Kivrak, F. Dincer, S. Rustemli, M. Karaaslan, E. Unal, U. Erdiven (2014) DOI: 10.1016/j.rser.2013.12.027.
10. K. A. Kavadis, C. Gitersos, D. Zafirakis, J. K. Kaldellis, Optimum photovoltaic angle estimation for stand-alone installations of South Europe on the basis of experimental measurements, 2011 International Conference on Clean Electrical Power (ICCEP ), Ischia-İtalya, (2011) 111.
11. O. Asowata, J. Swart, C. Pienaar, Optimum tilt and orientation angles for photovoltaic panels in the Vaal triangle, 2012 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), Şangay-Çin, (2012) 1.
12. A. Rouholamini, H. Pourgharibshahi, R. Fadaeinedjad, G. Moschopoulos, Optimal tilt angle determination of photovoltaic panels and comparing of their mathematical model predictions to experimental data in Kerman, Electrical and Computer Engineering (CCECE), 2013 26th Annual IEEE Canadian Conference on, Regina, SK-Kanada, (2013) 1.
13. S. Jain, A. Vaibhav, L. Goyal, Raspberry Pi based interactive home automation system through E-mail, Optimization, Reliabilty, and Information Technology (ICROIT), 2014 International Conference on, Faridabad-Hindistan, (2014) 277.