PHOTOVOLTAIC / BATTERY SYSTEM FEEDING AC HOUSE LOADS MATLAB/SIMULINK MODEL AND SIMULATION

Yıl 2022, Sayı: 005, 22 - 31, 06.09.2022

Furkan Muhammed Kırıkcı , Miraç Öztürk , Hakan Kahveci

Öz

Turkey is a country with a high potential for renewable solar energy. The use of electrical energy obtained from photovoltaic panel systems has increased in our country in recent years. Our government also gives incentives on this subject, but since the energy used in household loads is electricity from the grid, a constant voltage should be obtained at the output of photovoltaic systems. A fluctuation or harmonics that may occur in the energy obtained at the system output damage the house loads and the grid. In this study, a battery-assisted photovoltaic power supply is modeled and simulated for a modeled househeld load application. MPPT is designed against load changes that may occur in the system. In MPPT design, the relationship between power and current has been considered. Thanks to the method used, the battery and the fed loads in the system are protected. DC / AC inverter is used at the output of fixed busbar voltage. Thanks to the PI control system, charge or discharge current from the battery system group is used. Whole system; photovoltaic panel, electrical loads, DC / DC boost converter and DC / AC inverter converter, control structures and grid model were modeled in the MATLAB / Simülink simulation program and the system was verified with the results. A constant voltage was obtained at the AC bus output and the fluctuations on the voltage were removed with the LC filter.

Anahtar Kelimeler

Photovoltaic Panel, Renewable System, MPPT, Battery, Converter

AA EV YÜKLERİNİ BESLEYEN FOTOVOLTAİK / BATARYA SİSTEMİNİN MATLAB/SİMULİNK MODELİ VE SİMÜLASYONU

Öz

Türkiye, yenilenebilir güneş enerjisi potansiyeli yüksek olan bir ülkedir. Fotovoltaik panel sistemlerinden elde edilen elektrik enerjisinin kullanımı ise ülkemizde son yıllarda artmıştır. Bu konu ile alakalı devletimiz de teşvikler vermektedir; fakat ev yüklerinde kullanılan enerji şebeke elektrik enerjisi olduğundan dolayı fotovoltaik sistemlerin çıkışında sabit gerilim elde edilmelidir. Sistem çıkışında elde edilen enerjide meydana gelebilecek bir dalgalanma veya harmonikler ev yüklerine ve şebekeye zarar vermektedir. Bu çalışmada, modellenmiş bir ev tipi yük uygulaması için batarya destekli fotovoltaik güç kaynağı modellenmiş ve simüle edilmiştir. Sistemde meydana gelebilecek yük değişimlerine karşın MPPT tasarlanmıştır. MPPT tasarımında güç ve akım ilişkisi göz önünde bulundurulmuştur. Kullanılan yöntem sayesinde sistemde bulunan batarya ve beslenen yükler korunmuştur. Sabit bara gerilimi çıkışında DA / AA evirici kullanılmıştır. PI kontrol sistemi sayesinde batarya sistem grubundan şarj veya deşarj akımı kullanılmıştır. Tüm sistem; fotovoltaik panel, elektriksel yükler, DA / DA yükseltici ve DA / AA evirici dönüştürücü, kontrol yapıları ve şebeke modeli MATLAB / Simülink simülasyon programında modellenmiş ve sistem alınan sonuçlar ile doğrulanmıştır. AA bara çıkışında sabit bir gerilim elde edilmiş ve LC filtre ile gerilim üzerindeki dalgalanmalar giderilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Fotovoltaik Panel, Yenilenebilir Enerji, MPPT, Batarya, Dönüştürücü

Kaynakça

• [1] Erkul, A., (2010), Monokristal, Polikristal ve Amorf-Silisyum Güneş Panellerinin Verimliliğinin İncelenmesi ve Aydınlatma Sistemi Uygulaması., Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye,
• [2] https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-enerji-gunes /Türkiye Cumhuriyeti Enerji Bakanlığı Website [Online], Türkiye'nin Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası (GEPA). 15 Haziran 2022.
• [3] Kırbaş, İ., Çifci, A., & İşyarlar, B. (2013), Burdur İli Güneşlenme Oranı ve Güneş Enerjisi Potansiyeli, Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(2), 20-23.
• [4] Ort, Muhammed İkbal., (2016), Fv Sistemlerde Güneşi Takip Eden Sistem Tasarımı ve Mppt Kontrolü İle Enerjini Yüke Maksimum Olarak Aktarılması. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye
• [5] Bayrak, G., Cebeci, M., (2013), 3.6 kW Gücündeki Fotovoltaik Generatörün Matlab Simülink İle Modellenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, Türkiye