A DIFFERENT FUZZY DECISION MAKING MPPT METHOD FOR A MICRO POWER WIND TURBINE

Öz

In this study, a different Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique to obtain maximum efficiency from wind turbines is mentioned. The system, which is experimentally established and tested, consists of a wind turbine emulator, which consists of asynchronous machines coupled to each other and one of them acts as the motor while the other is the generator, transformer, rectifier with high current, chopper, invertor, data acquisition card and computer unit, current and voltage sensors, loads and a fuzzy logic based MPPT software designed in MATLAB/Simulink environment. Maximum load to be fed in the case of existing environmental conditions can be defined by continuously calculating the maximum power value to be obtained from the wind by the computer. This system differs from the other studies in that it tracks maximum power point with only the current and voltage date of the system without taking wind power, pressure, heat, humidity etc into consideration; besides, the designed Fuzzy Logic Reasoning (FLR) can continuously calculate maximum power point by using this current and voltage data.

Anahtar Kelimeler

• Maximum power point tracking
• wind turbine
• fuzzy logic decision making
• renewable energy

KÜÇÜK GÜÇLÜ RÜZGAR TÜRBİNLERİ İÇİN FARKLI BİR BULANIK MANTIK KARAR VERİCİLİ MGNİ METODU

Öz

Bu çalışmada rüzgar türbinlerinden maksimum verimin elde edilebilmesi için kullanılan farklı bir Maksimum Güç Noktası İzleyici (MGNİ) tekniği anlatılmaktadır. Deneysel olarak kurulan ve testleri yapılan sistem; biri motor diğeri generatör olarak çalışan birbirine akuple edilmiş asenkron makinalardan oluşan rüzgar türbin emülatörü, transformatör, yüksek akımlı doğrultma devresi, kıyıcı, evirici, veri aktarım kartı ve bilgisayar ünitesi, akım ve gerilim algılayıcıları, yükler ve MATLAB/Simulink ortamında tasarlanan bulanık mantık tabanlı bir MGNİ yazılımdan oluşmaktadır. Sistemde rüzgardan elde edilebilecek tepe güç değeri bilgisayar tarafından sürekli olarak hesaplanarak o anki ortam koşullarında beslenebilecek maksimum yük miktarı tespit edilebilmektedir. Bu sistem; ortamdan rüzgar hızı, basınç, sıcaklık, nem, v. b. bilgileri kullanmadan sadece sisteme ait akım ve gerilim bilgileri ile tepe güç noktası izleme yapması ve tasarlanan Bulanık Mantık Sonuçlandırıcı (BMS) bu akım ve gerilim bilgilerini kullanarak tepe güç değerini sürekli olarak hesaplayabilmesi bakımından yapılan diğer çalışmalardan ayrılmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Maksimum güç noktası izleyici
• rüzgar türbini
• bulanık mantık sonuçlandırıcı
• yenilenebilir enerji

Kaynakça

1. Keyhani, A., Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Akıllı Şebeke Tasarımı, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara, Türkiye 2013.
2. Ackermann, T., Wind Power in Power Systems, John Wily & Sons, Chisester, England, 2005.
3. Ata, R. ve Çetin, N. S., “3kW Otonom Bir Rüzgar Türbini Kurulumu ve Enerji Eldesi”, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 23, No 1, 41-47, 2008.
4. Sharma, R. N. ve Madawala, U. K., “The Concept of a Smart Wind Turbine System”, Renewable Energy, Cilt 39, No 1, 403-140, March 2012.
5. Zobaa, A. F. ve Bansal, R., Handbook of Renewable Energy Technology, World Scientific, Singapur, 2011.
6. Han, K. ve Chen, G., “A Novel Control Strategy of Wind Turbine MPPT Implementation for Direct-Drive PMSG Wind Generation Imitation Platform”, Power Electronics and Motion Control Conference, Wuhan, 2255-2259, 17-20 Mayıs 2009.
7. İskender, İ. ve Genç, N., “Rüzgar Türbini ile Sürülen Çift Çıkışlı Asenkron Jeneratörün İncelenmesi ve Bulanık Mantık Kontrol Yöntemiyle Maksimum Çıkış Gücünün Elde Edilmesi”, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 24, No 2, 343-350, 2009.
8. Kesraoui, M., Korichi, N. ve Belkadi, A., “MPPT of Wind Energy Conversion System”, Renewable Energy, Cilt 36, No 10, 2655-2662, Ekim 2011.

9. Ahmed, N. A., Othman, A. K. ve Alrashidi, M. R., “Development of an Efficient Utility Interactive Combined Wind/Photovoltaic/Fuel Cell Power System with an DC Bus Voltage Regulation”, Electric Power System Research, Cilt 81, No 5, 1096-1106, Mayıs 2011.
10. Camblong, H., Alegria, I. M., Roriguez, M. ve Abad, G., “Experimental Evaluation of Wind Turbines MPPT Controllers”, Energy Conversion and Management, Cilt 47, No 18-19, 2846-2858, 2006.
11. Mengi, O. O. ve Altas, I. H., “A Fuzzy Logic Control for Wind/Battery Renewable Energy Production System”, Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, TUBITAK, Cilt 20, No 2, 187-206, 2012, Turkey.
12. Altas, I. H. ve Mengi, O. O., “A Fuzzy Logic Voltage Controller for Wind Turbine / Supercapacitor Renewable Energy Source”, International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO 2013), Bursa, 61-66, 28-30 Kasım 2013.
13. Lin, W. M. ve Hong, C. M., “Intelligent approach to Maximum Power Point Tracking Control Strategy for Variable-Speed Wind Turbine Generation System”, Energy, Cilt 35, No 6, 2440-2447, 2010.
14. Lee, C. Y., Chen, P. H. ve Shen, Y. X., “Maximum Power Point Tracking (MPPT) System of Small Wind Power Generator Using RBFNN Approach”, Expert Systems with Applications, Cilt 38, No 10, 12058-12065, Eylül 2011.
15. Mengi, O. Ö., Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Süreklilik için Akıllı Bir Enerji Yönetim Sistemi, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Haziran 2011.
16. Zadeh, L. A., Fuzzy Sets, Information and Control, Cilt 8, 338-353, 1965.