Lineer elektriksel yüke bağlı PV panellerin optimizasyonu ve bölgesel uygulanabilirliğinin araştırılması

Bu çalışmada bir PV panel tarafından tahrik edilen, eşdeğer direnci sabit bir elektriksel yük (cihaz) dikkate alınmaktadır: Çalışmanın amacı, elektriksel yükün akım ve gerilim değerleri arasındaki lineer ilişkiyi, panelin maksimum çalışma noktalarına yaklaştıracak optimum direnç değerinin tespitidir. Bu amaç doğrultusunda, basit bir matematiksel yaklaşım geliştirilmiştir. Bu çalışmanın diğer bir önemli aşamasını ise; seçilen bölgenin PV sistemler açısından yılın her ayı ve günün her saatinde kullanım potansiyelini belirleyen pratik bir yöntemin tanıtımı oluşturmakta olup, bu yöntem ile yapılan optimizasyonun bölgesel verilerle test edilmesi mümkün olmaktadır. Optimizasyon sonrası verilerin testi için Şanlıurfa ili referans olarak alınmış olup, çalışmadan elde edilen sonuçlar, Şanlıurfa ilinde yıllık kullanım için seçilecek bir fotovoltaik sistemin 500 W/m2 ve üzeri ışınım şiddetleri dikkate alınarak tasarlanmasının, sistemin maksimum kullanabilirliği için yeterli olduğunu göstermektedir.

A PV panel driving an electrical device (load) that has a constant-total-resistance is considered here. The main object of the study is to determine optimal value of the resistance to adjust volt-amper characteristics of the load to those that provides maximum power output for PV panel. A simple mathematical approach is proposed here for this purpose. The other significant part of the study is introducing a handy method to consider hourly solar radiation utility potential of any location on every day of the year for testing the optimization. A particular numerical example performed for Şanlıurfa province has shown that solar radiation intensity of 500 W/m2 or above is high enough to design a PV system in this location to reach maximum utilization of the system.

PDF

___

[1] Muntasser, M.A., Bara, M.F., Quadri, H.A., ELTarabelsi, R., La-azebi, I.F., “Photovoltaic Marketing İn Developing Countries”, Applied Energy, Vol. 65, pp. 67-72, 2000.

[2] Kurokawa, K., Ikki, O., “The Japanese Experiences with National PV System Programmes”, Solar Energy, Vol. 70, pp. 457-466, 2001.

[3] Oliver, M., Jackson, T., “The Market for Solar Photovoltaics”, Energy Policy, Vol. 27, pp. 371-385, 1999.

[4] Yeşilata, B., Aktacir, M.A., “ Fotovoltaik Güç Sistemli Su Pompalarının DizaynEsaslarının Araştırılması”, Mühendis ve Makine, cilt 42, sayı. 493, sy. 29-34, 2000.

[5] Lin, G. H., Carlson, D.E., “Photovoltaics in the year 2025”, Hydrogen Energy, Vol. 25, pp. 807-811, 2000.

[6] Yeşilata,B., Fıratoğlu, Z., A., “Bataryalı ve Direkt Akupleli Fotovoltaik Pompa Sistemlerinin Çalışma Karakteristiklerinin Araştırılması”, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, 10-12 Eylül 2001, Kayseri.

[7] Fraidenraicch, N., Vilela, O., C., “ Performance of Solar systems with Non-Linear Behavior calculated by the Utilizability method: Application to PV Solar Pompa”, Solar Energy, Vol. 69 pp. 131-137, 2000.

[8] Appelbaum, J., “Performance Analysis of DC Motor-Photovoltaic Converter System-II”, Solar Energy, Vol. 27, pp. 421-431, 1981.

[9] Suehrcke, H., Appelbaum, J., Reshef, B., “Modelling a Permanent DC Motor / Centrrifugal Pump Assembly in a Photovoltaic Energy System”, Solar Energy, Vol. 99, pp. 37-42, 1997.

[10] Fıratoğlu, Z., A., Yeşilata,Bülent, “Fotovoltaik Destekli Su Pompası Uygulamasının Dinamik Analizi”, II Gap ve Sanayi Kongresi Bildiriler Kitabı, 29-30 Eylül 2001, Diyarbakır.

[11] Kou, Q., Kleın, A., Beckman, W., “ A Method for Estımatıng the Long-Term Performance of Dırect-Coupled PV Pumpıng Systems”, Solar Enery, Vol. 64, pp.33-40, 1998.

[12] Kou, Q., "A Method for Estimation the Long Term Performance of Photovoltaic Pumping System.", Master Thesis, The University of Wisconsion-Madison, Solar Energy Laboratury, 1996.

[13] Fıratoğlu, Z. A., Yeşilata, B., “Maksimum Güç Noktası İzleyicili Fotovoltaik Sistemlerin Optimum Dizayn ve Çalışma Koşullarının Araştırılması”, 6-Türk-Alman Enerji Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 20-23, Temmuz 2001.

[14] Fıratoğlu, Z., A., Yeşilata, Bülent, “Fotovoltaik Güç Destekli Dalgıç Pompa Sistemlerinde Optimum Dizayn Koşullarının Araştırılması”, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Nisan-Mart 2001, Sayfa:59-66.

[15] Hsieh S.J., Solar Energy Engineering, Prentice-Hall, Inc, Englewood Cliffs, New Jersey, 1986.

[16] Bloos, H., “ Analytical and Exerimental İnvestigation of Photovoltaic Pumping Systems”, Doctor Thesis, University of Oldenburg, 2000.