Fotovoltaik Sistemler İçin Dsp Temelli Güneş Çeviricisi Tasarımı Ve Uygulaması

Abstract

Fotovoltaik paneller ile enerji üretimi sistemlerinde fotovoltaik panellerden mümkün olabilecek en yüksek gücü elde etmek, ancak Maksimum Güç Noktası Đzleme (MPPT) algoritmaları ile mümkün olabilmektedir. Sebekeden bağımsız fotovoltaik sistemlerde MPPT algoritmaları ile maksimum gücün panellerden çekilebilmesi ve depolanabilmesi için akü bankası ve sarj devresi kullanımına ihtiyaç vardır. Sebekeden bağımsız fotovoltaik sistemlerde panellerden maksimum güç elde edilmesi yüklerin talep ettiği gücün yanı sıra akülere aktarılan güç miktarı ayarlanarak sağlanabilir. Günes enerjisinden elde edilen güç değerleri yüklerin talep ettiği gücü karsılayamadığında yüklerin devamlılığı düsünülerek yükler akü gurubundan beslenebilmelidir. Bu tez çalısmasında fotovoltaik sistemler için maksimum güç noktası izleyebilen ve akü sarj ve desarjı yapabilen DSP kontrollü bir çeviricinin tasarımı ve uygulaması yapılmıstır. Sistemde fotovoltaik panelleri maksimum güç noktasında çalıstıracak Arttıran (Boost) Çevirici ve akü gurubunu sarj ve desarj edebilecek Çift Yönlü Batarya Sarj Çeviricisi (Bidirectional Battery Charger) güç elektroniği devreleridir. Bu çeviriciler için gerekli tüm anahtarlama ve kontrol isaretleri Texas Instruments firmasının ürettiği C2000 serisi yüksek performanslı bir DSP tarafından sağlanmıstır. Seçilen DSP ile güç kartlarından akım, gerilim ve sıcaklık bilgileri sensörler ile toplanmakta ve kontrol isaretleri yazılan gömülü yazılım ile olusturulmaktadır. Tasarımı yapılan fotovoltaik sistemin performansı benzetim ve deney yollarıyla gözlenmistir. Boost Çeviricisi ve Çift Yönlü Batarya Sarj Çeviricisi farklı ısınım ve yük kosullarında test edilmistir.

In photovoltaic power generation systems, achieving the highest possible power from the photovoltaic panels may be only possible with the Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithms. In off-grid photovoltaic systems, battery bank and charging circuits is needed for withdrawal the maximum power from photovoltaic panels with MPPT algorithms and charging. Obtaining the maximum power from panels in off-grid systems can be achieved by adjusting the amount of power transferred to batteries as well as the power demanded by the loads. When the values obtained from solar power cannot prevent demanded power by loads, considering the continuity, loads can be supplied from battery banks. In this thesis study, design and implementation of DSP controlled converter for photovoltaic systems that can track the maximum power point and able to charge and discharge the battery is done. In the system, Boost converter that can operate the photovoltaic panels at maximum power point and Bidirectional Battery Charger that can charge and discharge the battery bank are power electronic circuits. All needed switching and control signals for these converters provided by the high performance C2000 series DSP produced by the Texas Instruments firm. With the selected DSP, current, voltage and temperature data are collected by sensors from power cards and control signals are generated by the embedded software. Designed photovoltaic system’s performance has been observed by simulation and some experiments. Boost Converter and Bi-directional Battery Charger have been tested for different irradiation levels and load conditions.