Öz: Giriþ: Teknolojik geliþmeler ve insanlarýn yaþam standartlarýnýn artmasýyla birlikte enerji ihtiyacýnýn da beraberinde artmasýný saðlamýþtýr. Son birkaç yüzyýldýr enerji ihtiyacýmýzýn çok büyük bir kýsmýný karþýlayan fosil yakýtlar doðaya verdikleri zararlar gibi bir olumsuz etkiye ve rezervlerinin tükenmesi gibi bir soruna sahiptir. Bu nedenlerden dolayý son yýllarda yenilenebilir enerji kaynaklarý kapsamýnda büyük bir ilerleme gerçekleþtirilmiþ, yenilenebilir kaynaklara olan yönelim üst seviyelere çýkmýþtýr. Özellikle de yarý iletken teknolojisi alanýnda yaþanan yenilikler ile geliþtirilen güç elektroniði elemanlarý yenilenebilir enerji kaynaklarýnýn verimli ve etkin kullanýmýný artýrmýþtýr.
Bütün bu olumlu taraflarýnýn yanýnda yenilenebilir enerji kaynaklarýnýn düzeni olmayan ve önceden kestirilebilme oranlarýnýn oldukça düþük olmasý bazý zorluklarý ortaya çýkarmaktadýr. Yenilenebilir enerji kaynaklarýnýn bu zorluklarý, hibrit enerji sistemlerini ortaya çýkarmýþtýr. Bu enerji sistemlerinde birden fazla yenilenebilir kaynak, þebeke baðlantýlý olarak çalýþabilmekte, böylece enerji düzensizliði sorunu giderilmektedir.
Yenilenebilir enerji üretiminde verimlilik konusu en önemli parametrelerden biri olduðundan, güneþ ve rüzgar enerjisi üretiminde hibrit enerjisi yönetim sistemlerinde maksimum güç noktasý izleme (MPPT) sistemlerinin önemli bir görevi vardýr.
Amaç: Bu çalýþmasýnýn amacý yenilenebilir enerji kaynaklarýnýn süreksizliðinden ve düzensizliðinden dolayý meydana gelecek dengesizlikleri azaltmak ve mevcut üretim teknolojileri ile güneþ ve rüzgardan alýnabilecek enerji potansiyelinin net enerjiye dönüþtürülebilen kýsmýnda maksimum güç noktasý izleyiciler ile hibrit(güneþ ve rüzgar) sistemlerin verimli bir þekilde çalýþtýrýlabilmesi ve maliyetlerin düþürülmesidir.
Kapsam:
Hibrit enerji sisteminde güneþ ve rüzgar enerjisinin ortak baðlý olduðu dc bara gerilimini sabit tutmak için arttýran çeviricilerin kullanýmý gerekmektedir. Bu çeviricilerin deðiþen güneþ ýþýnýmý, sýcaklýk ve rüzgar hýz deðerleri için kontrollerinin yapýlmasý büyük önem teþkil etmektedir. Bu amaçla deðiþik kontrol yöntemlerinin benzetimleri yapýlarak en etkin benzetim yöntemi bulunacaktýr.
Sýnýrlýklar:
Benzetim çalýþmasýnýn uygulamasýnýn yapýlmasý yüksek maliyet gerektirdiðinden, benzetim çalýþmasý uygulamasý henüz gerçekleþtirilmemiþtir.
Yöntem:
10 KWlýk Güneþ enerji sistemi ve 5kW lýk rüzgar enerji sistemi için tasarým gerçekleþtirilmiþtir. Bu çalýþmada bulanýk mantýk tabanlý hibrit enerji sisteminde kullanýlan arttýran (boost) dönüþtürücü tasarýmý, MPPT'nin bulanýk mantýk, deðiþtir-gözle, artýmsal iletkenlik algoritmalarý ile tasarýmý ve iyileþtirilmesi ile en iyi sistem performansýný elde etmek için kullanýlan yöntemler ele alýnmýþtýr.
Bulanýk çýkarým sistemi parametreleri en hýzlý ve doðru sistem yanýtlarýný elde etmek için optimize edilmiþtir. Önerilen bulanýk mantýk tabanlý MPPT'nin hibrit enerji çalýþma durumunda, farklý çalýþma koþullarý altýnda performansý diðer yöntemlerle karþýlaþtýrýlmýþ ve bu performansýn iyileþtirilmesi ele alýnmýþtýr. Bulanýk mantýk MPPT fonksiyonu hem güneþ hem de rüzgar enerjisi için tasarlanan arttýran (boost) dönüþtürücü kullanýlarak gerçekleþtirildi. Bilgisayar simülasyonlarý uygulanmýþ ve simülasyon sonuçlarý da Matlab/Simulinkte temsil edilmiþtir.
Bulgular:
Güneþ ve Rüzgar enerjisi için tasarýmý yapýlan her bir arttýran çeviri ortak bara gerilimi olan 500 volta her iki sistemi regüle ettiði görülmüþtür.
10 KWlýk Güneþ enerji siseminde ve 5kW lýk rüzgar enerji sisteminde üretilen enerjinin þebekeye baðlantýsý gerçekleþtirilmiþ ve yapýlan ölçümlerde toplam enerji kabul edilebilir kayýplarla þebekeye aktarýlmýþtýr.
Deðiþen rüzgar hýzý koþullarý altýnda rüzgar enerjisi için bulanýk mantýk ve deðiþtir gözle metodu karþýlaþtýrýlmýþ, bulanýk mantýk tabanlý kontrolör daha doðru maksimum güç noktasýný izleyebildiði gözlenmiþtir.
Deðiþen güneþ ýþýnýmý ve sýcaklýk koþullarý altýnda güneþ enerjisi için bulanýk mantýk ve artýmsal iletkenlik metodu karþýlaþtýrýlmýþ, bulanýk mantýk tabanlý kontrolör daha doðru Maksimum güç noktasýný izleyebildiði gözlenmiþtir.
Sonuç:
Bu çalýþmada; rüzgar ve güneþ enerji sistemlerinin sürekli olarak MGN’de çalýþmasýný saðlayacak, bulanýk mantýk tabanlý MGNÝ sistemi tasarlanmýþ ve sistemin performansýný iyileþtirmek için çeþitli üyelik fonksiyonlarý denenmiþtir.
Yüksek doðruluklu izleme ve çalýþma koþullarýndaki deðiþimlere hýzlý cevap verebilmek için bulanýk mantýk denetimini diðer MPPT yöntemleri olan deðiþtir gözle ve artýmsal iletkenlik ile performanslarý karþýlaþtýrýlmýþtýr.
Hibrit sistem, ortak DC barada birleþtirilmiþ ve þebekeye baðlý çalýþmasýnda geçerliliði kanýtlanmýþtýr.
Bulanýk kontrolör tarafýndan üretilen kontrol çýkýþý duruma göre deðiþkendir. Çalýþma noktasý MGN’den uzakta iken adým büyüklüðü büyük, yakýn iken küçük olduðu görülmüþtür. Bu sayede MGN’ye yumuþak ve hýzlý bir þekilde ulaþýlmýþtýr. Ve de osilasyonlar azaltýlmýþtýr.
Þimdiye kadar yapýlan çalýþmalarda araþtýrmacýlar farklý üyelik fonksiyonu düzenleme yöntemleri geliþtirmiþlerdir. Bu çalýþmada deneme ve yanýlma metodu kullanýlmýþtýr. Deneme yanýlma metodu sistem hakkýndaki uzman bilgisini kullanan ampirik bir yöntemdir. Bu yöntemin uygulanmasý kolaydýr fakat en iyi sonuçlarý elde etmek için çok sayýda deneme yapýlmasý gerekmektedir.
Anahtar Kelimeler: Hibrit (fotovoltaik/rüzgar) enerji sistemi, Arttýran çevirici, Bulanýk denetim, Maksimum güç noktasý izleyici,
|
