Fotovoltaik Panel Emülatörü Tasarımında Dijital İkiz Kullanımı

Authors : Serkan GÜRKAN, Emre AYTAV
Pages : 194-206
Doi:10.21597/jist.1008632
View : 58 | Download : 16
Publication Date : 2022-03-01
Article Type : Research Paper
Abstract :Fotovoltaik paneller ile gerçekleştirilen uygulamalı eğitimlerde karşılaşılan problemlerden birisi de uygulanacak ışığın kaynağıdır. Güneşin günün her vaktinde istenen şiddette olmaması ve meteorolojik olaylar nedeniyle dış ortamda doğal ışık kullanarak eğitim yapmak oldukça zordur. Kapalı ortamlardaki uygulamalı eğitimlerde ise panele doğal güneş ışığı uygulamak yerine büyük hacimli ve güç gereksinimi fazla olan yapay ışık kaynakları kullanmak en sık tercih edilen yöntemdir. Fotovoltaik paneller ile aynı elektriksel özelliklere sahip bir emülatör ile doğal veya yapay ışık kaynağına ihtiyaç duymadan düşük maliyetler ile uygulamalı eğitimler gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, önemli bir yenilenebilir enerji kaynağı olan fotovoltaik hücrenin tek diyotlu modeli esas alınarak bir fotovoltaik panel emülatörü tasarlanmış; düşük maliyetli, deneysel çalışmalar için ışık kaynağına ihtiyaç duymayan, öğrencilerde psikomotor ve bilişsel davranışların geliştirilebileceği prototip bir sistem ortaya çıkarılmıştır. Emülatörün tasarımı için ticari maksatlı üretilen bir fotovoltaik panel referans alınmış ve elektriksel özellikleri tespit edilmiştir. Tasarlanan emülatörün doğrulanmasında kullanılmak üzere referans panel için dijital ikiz oluşturulmuştur. Geliştirilen emülatörde; güneşlenme miktarı 50 W m-2 ile 1000 W m-2 aralığında, panel sıcaklığı 0 °C ile 80 °C aralığında bilgisayar aracılığı ile değiştirilebilir. Emülatörde 10 W maksimum güç hedeflenmiş, %0.1 hata ile 10.01 W maksimum güç elde edilmiştir. Geliştirilen emülatörün dijital ikizi ile yapılan doğrulamasında elde edilen elektriksel verilerin, referans panelin elektriksel verileri ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Keywords : Dijital ikiz, FV panel, FV panel emülatörü, enerji teknolojileri, yenilenebilir enerji

ORIGINAL ARTICLE URL