PV panel güç karakteristiklerinin deneysel yöntemle belirlenmesi

Bu deneysel çalışmada bir fotovoltaik (PV) panel tarafından tahrik edilen eşdeğer direnci sabit bir lineer elektriksel yük (cihaz) dikkate alınmaktadır. Bu şartlarda bir elektriksel cihazın PV paneller ile birlikte kullanımı birçok uygulamayı (tüm elektrikli ev cihazları, su-ısıtıciları, aydınlatma araçları vs.) temsil etmektedir. Temel amaç; seçilmiş lineer bir yükte PV panel güç karakterizasyonu ve paneli maksimum çalışma noktalarına yaklaştıracak optimum direnç değerinin tespitidir. Yani;panel maksimum çalışma noktalarından geçen lineer olmayan I-V eğrisi ile yüke ait lineer I-V eğrisinin yakınsanma derecesinin minimum olduğu direnç değerinin deneysel yöntemle belirlenmesidir. Elde edilen sonuçlar, sabit dirençli bir elektriksel yüke (cihaza) bağlı PV panelin tüm ışınım şiddetlerinde maksimum verimle, çalışamayacağını, ancak yörenin meteorolojik koşullarına bağlı olarak maksimum güç eğrisine en yakın yük eğrisini verecek optimal bir direnç değerinin bulunduğunu doğrulamaktadır.

Experimental determination of power characteristics of a PV panel

In this experimental study, a photovoltaic (PV) panel driving a linear electrical load (device) that has a constant-total-resistance is considered. This type of arrangement can be found in many applications, such as all electrical home appliances, water-heaters, and lightening devices. The main objects of the study are first to characterize PV panel at a selected linear load and then to determine optimal value of the resistance that provides PV panel to operate near to maximum power points. In other words, it is experimental determination of the resistance value that assure the minimum deviation between nonlinear I-V curve passing through from panel maximum power points and linear load I-V curve. Experimental results confirm that a PV panel coupled with a linear electrical load of constant resistance can not always operate with maximum efficiency; but an optimal resistance value depending on the site's meteorological conditions exist to reach the best possible operation efficiency.

___

  • 1.Appelbaum, J., "Performance Analysis of DC Motor-Photovoltaic Converter System-II", Solar Energy, 27, 421-431, 1981.
  • 2.Duffie, J. A. and Beckman, W. A., Solar Engineering of Thermal Processes, John Wiley & Sons Inc., New York, 1991.
  • 3.Fıratoğlu, Z. A., Fotovoltaik Destekli Su Pompalarının Analizi ve Optimizasyonu", Y. Lisans Tezi, Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa, 2003.
  • 4.Fıratoğlu, Z. A., Yeşilata B. " New approaches on the optimization of directly-coupled photovoltaic, water-pumping systems " Solar Energy, 77, 1, 81-93, 2004.
  • 5.Fıratoğlu, Z. A., Yeşilata B., "Bataryalı ve Direkt Akupleli Fotovoltaik Pompa Sistemlerinin Çalışma Karakteristiklerinin Araştırılması", Yıldız Teknik Üniversitesi Dergisi, 2, 1-11, 2003a.
  • 6.Fıratoğlu, Z. A., Yeşilata B., "Maksimum Güç Noktası İzleyicili Fotovoltaik Sistemlerin Optimum Dizaynı ve Çalışma Koşullarının Araştırılması", Dokuz Eylül Fen ve Mühendislik Dergisi, 5,1, 2003b.
  • 7.Fıratoğlu Z. A., Yeşilata B., "Lineer Elektriksel Yüke Bağlı PV Panellerin Optimizasyonu ve Bölgesel Uygulanabilirliğinin Araştırılması", Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, 64-70, Şubat-2003c.
  • 8.Fıratoğlu, Z. A., Yeşilata, B., "Fotovoltaik Destekli Su Pompası Uygulamasının Dinamik Analizi", II. Gap ve Sanayi Kongresi Bildiriler Kitabı, 541-549, 29-30, Eylül 2001a.
  • 9.Fıratoğlu, Z. A., Yeşilata, B., "Fotovoltaik Güç Destekli Dalgıç Pompa Sistemlerinde Optimum Dizayn Koşullarının Araştırılması", Tesisat Mühendisliği Dergisi, 59-66, Nisan-Mart 2001b.
  • 10.Green, M. A. and Emery, K. "Solar Cell Efficiency Tables" Progress in Photovoltaics: Research and Application, 1,25-29,1993.
  • 11.Hsieh S. J., Solar Energy Engineering, Prentice-Hall Inc, Englewood Cliffs, New Jersey, 1986.
  • 12.Kou, Q., Klein, A., Beckman, W., "A Method for Estimating the Long-Term Performance of Direct-Coupled PV Pumping Systems", Solar Enery, 64, 33-40,1998.
  • 13.Yeşilata B, Aktacir A., "Fotovoltaik Güç Sistemli Su Pompalarının Dizayn Esaslarının Araştırılması" Mühendis ve Makina Dergisi, 42, 493, 29-34, 2001.