Abdel-Raheem Youssef, Mostafa M. Hefny ve Ahmed Ismail M. Ali tarafından kaleme alınan “Kısmi gölgelenme koşulları altında güneş PV sistem ‘inin tekli ve çoklu MPPT yapılarının doğrudan görev döngüsü kontrolörü dikkate alınarak incelenmesi” başlıklı araştırma makalesinde yazarlar, güneş fotovoltaik (PV) sistemlerinde kısmi gölgelenmenin zorluklarını ele alıyor ve sistem verimliliğini optimize etmek için kapsamlı bir kontrol stratejisi öneriyor.
Makale, kısmi gölgelenmenin PV sistemleri üzerindeki etkilerini azaltmak için çok dizili PV sistem yapılandırmalarının ve doğrudan görev döngüsü kontrol yöntemlerinin kullanımını araştırmaktadır.
PV Sistem ‘de Kısmi Gölgeleme Zorluklarını Anlamak
Güneş panellerinin kısmi gölgelenmesi, optimum enerji sentezi ve işletme verimliliğine ulaşmada önemli bir engel teşkil etmektedir. Bir PV sisteminin belirli alanları gölgelendiğinde, güneş ışığının homojen emilimi bozulur ve gölgelenmemiş olanlara kıyasla gölgelenmiş modüller tarafından üretilen elektrik akımında bir azalmaya yol açar. Bu tutarsızlık sıcak nokta sorunlarına ve PV dizilerinde potansiyel hasara yol açabilir.
Önerilen Kontrol Stratejisi
Yazarlar, kısmi gölgelendirmenin yarattığı zorlukları ele almak için, tek bir DC-DC dönüştürücü ile çok dizili bir PV sistem yapılandırmasını kullanan kapsamlı bir kontrol stratejisi önermektedir. Bu yapılandırma, geleneksel merkezi tip FV invertörün yerini almakta ve çeşitli avantajlar sunmaktadır. İlk olarak, değişen radyasyon seviyelerinde genel verimliliği artırır. İkinci olarak, bir radyasyon tahmin stratejisi aracılığıyla gerekli sensör sayısını azaltır ve böylece sistem maliyetini düşürür.
Maksimum Güç Noktası İzleme (MPPT) Teknikleri
Bir PV sisteminin optimum çalışması, P-V eğrisi üzerindeki maksimum güç noktasının (MPP) izlenmesine dayanır. Bunu başarmak için geleneksel algoritmalar ve hesaplama tabanlı yaklaşımlar dahil olmak üzere çeşitli MPPT teknikleri geliştirilmiştir. Kesirli açık devre gerilimi (FOCV) ve boz ve gözlemle (P&O) gibi geleneksel algoritmalar uygun maliyetlidir ancak zayıf izleme hızı ve kararlı durum salınımları gibi sınırlamalardan muzdariptir. Bulanık mantık kontrolü (FLC) ve meta sezgisel tabanlı algoritmalar gibi hesaplama tabanlı algoritmalar gelişmiş performans sunar ancak kontrol sisteminin karmaşıklığını artırır.
Doğrulama ve Sonuçlar
Yazarlar, önerilen kontrol stratejisini doğrulamak için MATLAB/SIMULINK yazılımını kullanarak kapsamlı simülasyonlar gerçekleştirmişlerdir. Çeşitli kısmi gölgeleme senaryoları altında çok dizili FV sistem yapılandırmasının performansını geleneksel merkezi tip FV evirici ile karşılaştırmışlardır. Sonuçlar, önerilen stratejinin 1,3V’luk tepeden tepeye dalgalanma gerilimi ile %99,81’lik etkileyici bir sistem verimliliği elde ettiğini göstermiştir. Bu bulgular MPPT yönteminin etkinliğini ve ani kısmi gölgeleme kısıtlamalarına uyum sağlama yeteneğini vurgulamaktadır.
PV Sistem teknolojisi gelişiyor
Sonuç olarak, Youssef, Hefny ve Ali’nin araştırma makalesi, kısmi gölgeleme koşulları altında FV sistemlerin optimizasyonuna ilişkin değerli bilgiler sunmaktadır. Çok telli PV sistem konfigürasyonlarını ve doğrudan görev döngüsü kontrol yöntemlerini içeren önerdikleri kontrol stratejisi, sistem verimliliğini artırmak ve kısmi gölgelemenin olumsuz etkilerini azaltmak için umut verici bir çözüm sunmaktadır. Maliyetleri düşürerek, tepki süresini iyileştirerek ve kontrol sistemini basitleştirerek, bu yaklaşım güneş enerjisinden yararlanmayı ilerletme potansiyelini ortaya koymaktadır.
