Güneş enerji tesisleri için mikro evirici topolojilerinin araştırılması ve evirici geliştirilmesi

Abstract

Elektrik üretiminde dünya genelinde fosil yakıtlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Fosil yakıt rezervlerinin sınırlı olması, çevre kirliliğine sebep oldukları için yenilenebilir enerji kaynaklarına olan yönelim artmaktadır. Güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının yaygınlaşmasıyla birlikte eviricilerin kullanımı artmaktadır. Birçok endüstriyel uygulamalarda eviriciler kullanılmaktadır. Eviriciler girişine uygulanan doğru akımı (DA) istenilen genlik ve frekansa sahip alternatif akıma (AA) dönüştürmektedirler. Güç kapasitesi ve kullanım alanlarına göre merkezi, dizi ve mikro evirici topolojileri bulunmaktadır. Bu çalışmada güneş enerjisinden elektrik üretiminde kullanılan mikro evirici tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Düşük güç kapasitesi ve maliyet açısından dezavantajlara sahip olmasına rağmen sisteme yüksek verim sağlaması gibi çeşitli avantajları bulunmaktadır. Mikro evirici topolojisi DA-DA konvertör, DA-AA evirici, çıkış filtresi ve kontrol yapılarından oluşmaktadır. Proje kapsamında flyback+H köprü, çift fazlı interleaved flyback+H köprü, flyback+H5, çift fazlı interleaved flyback+H5 mikro evirici devreleri önce MATLAB Simulink programıyla bilgisayar ortamında modellenmiş olup daha sonra uygulama devreleri tasarlanarak çeşitli analizler gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan flyback+H köprü ve flyback+H5 mikro eviriciler 100 W güç kapasitesinde sahip olup çift fazlı interleaved flyback+H köprü ve çift fazlı interleaved flyback+H5 ise 200 W güç kapasitesine sahiptirler. Tasarlanan mikro eviricilerin giriş gerilimleri değişmesine rağmen çıkış gerilimleri sabit 220 V, 50 Hz olarak elde edilmiştir. Çıkış gerilimi toplam harmonik bozulma oranlarının (THD) standartlara uygun olduğu ve verimlerinin yüksek olduğu tespit edilmiştir.