Şebeke bağlantılı fotovoltaik güç sistemlerinin analizi, benzetimi ve boyutlandırılması

Abstract

Güneş enerjisi günümüzde önemli yer tutmakta ve kullanımı yaygınlaşmaktadır. Güneş enerji sistemlerinin önemli bir kısmı da şebeke bağlantılı sistemlerdir. Bu tez çalışmasında, şebeke bağlantılı fotovoltaik sistemlerin örnek bir kurulu sistem üzerinden analiz, boyutlandırma ve simülasyonu konularına değinilmiştir. Denizli ilinde bulunan Sena Kablo fabrikasının çatısında kurulan şebeke bağlantılı fotovoltaik sistem referans alınmıştır. Bu sistemde kullanılan fotovoltaik modüllerin, güç dönüştürücü devrelerin ve sistem parçalarının MATLAB/Simulink ortamında benzetimi ve analizi yapılmış, ETAP yazılımı ile sistemin kısa devre hesapları yapılarak uygun kesici kontrolü yapılmıştır. Bu sayede, sistemde oluşacak herhangi bir arızanın önüne geçmeyi hedeflenmekte ve tasarıma uygun hale getirilmiştir. Bu çalışmalar ile birlikte PVsyst yazılımı kullanılarak kurulacak olan bölgenin meteorolojik bilgileri alınarak bir yıl boyunca gerçek zamanlı olarak sistemin gölgelenme durumunu ve diğer çevre faktörlerini hesaba katarak benzetim yapılacak ve günlük, aylık veya yıllık üretim miktarları ve bunun gibi birçok çıktı verileri elde edilmiştir. Bu sistemlerin benzetimi, analizi ve boyutlandırılmasının yapılması hali hazırda kurulacak bir sistemin kurulmadan önce karşılaşacağı senaryoları görerek uygun bir yol çizilmesi, sistem davranışlarını ve farklı ortam ve sıcaklık koşullarında sistemin nasıl çalışacağını gözlemlemek açısından önem arz etmektedir.

Solar energy occupies an important place today and its use is becoming widespread. An important part of solar energy systems are grid-connected systems. In this thesis, analysis, dimensioning and simulation of grid-connected photovoltaic systems over a sample installed system are discussed. The grid-connected photovoltaic system installed on the roof of the Sena Kablo factory in Denizli has been taken as reference. Photovoltaic modules, power converter circuits and system parts used in this system were simulated and analyzed in MATLAB/Simulink environment, short circuit calculations of the system were made with ETAP software and appropriate breaker control was made. In this way, it is aimed to prevent any malfunction that may occur in the system and it has been adapted to the design. Along with these studies, meteorological information of the region to be established using PVsyst software will be taken and simulated in real time for a year, taking into account the shading status of the system and other environmental factors, and daily, monthly or annual production amounts and many such output data have been obtained. Simulation, analysis and sizing of these systems are important in terms of seeing the scenarios that a system to be installed will face before it is installed, drawing a suitable path, observing the system behaviors and how the system will work in different ambient and temperature conditions.