PSO tabanlı maksimum güç noktası takip algoritmasının geliştirilmesi ve uygulanması

Abstract

Fosil kökenli kaynakların dünya üzerindeki rezervlerinin giderek azalması, çevreye verdiği zararlardan ve maliyetlerindeki artıştan dolayı elektrik üretimindeki güvenirlilik ve sürdürülebilirliği gibi sorunlar ortaya çıkmıştır. Bu nedenlerden dolayı alternatif enerji kaynaklarına yönelim artmıştır. Alternatif enerji kaynaklarından olan güneş enerjisinden fotovoltaik (FV) panellerle elektrik üretiminin önemi; hareketli parça bulunmaması, güvenilir, temiz ve gürültü kirliliği olmaması gibi avantajlardan dolayı artmıştır. FV panellerin verimlerinin düşük olmasından dolayı paneller maksimum güç noktasında (MGN) çalıştırılması gerekmektedir. FV panelleri MGN çalıştırmak için DA-DA konvertörleri kontrol eden bir maksimum güç noktası takibi (MGNT) algoritması kullanılmalıdır. Yapılan bu çalışmada yükselten konvertörün MGN çalışması için parçacık sürü optimizasyonu (PSO) tabanlı MGNT algoritması kullanılmıştır. Yapılan çalışmada FV panele sabit veya değişen ışıma ve sabit veya değişen sıcaklık uygulanarak yükselten konvertörün giriş ve çıkış akımı, gerilimi ve üretilen güç analiz edilmiştir. Güç verimleri de hesaplanarak PSO tabanlı MGNT algoritmasının hızlı ve yüksek bir doğrulukta MGN takip edebildiği geliştirilen MATLAB Simulink benzetimi ile doğrulanmıştır.

Problems such as the reliability and sustainability of electricity generation have arisen due to the increasing decreasing reserves of fossil based fuels on Earth, the damage caused to the environment and the increase in costs. There fore, the orientation to alternative energy sources has increased. The importance of electricity generation with photovoltaic (PV) panels from alternative energy sources has increased due to advantages such as lack of moving parts, reliable, clean and noise pollution. Due to the low efficiency of the PV panels, the panels must be operated at the maximum power point (MPP). A maximum power point tracking (MPPT) algorithm that controls DC-DC converters must be used to operate PV panels MPP. In this study, the MPPT algorithm based on particle swarm optimization (PSO) was used for the MPP study of the boost converter. In the study, the input and output current, voltage and power produced by the converter were analyzed by applying constant or changing radiation and constant or changing temperature to the PV panel. Generated power rates were also calculated and verified by Matlab Simulink simulation, which was developed where the PSO-based MPPT algorithm was able to follow MPP at a fast and high accuracy.