Fotovoltaik Güç Sistemlerinin Modellenmesi ve Şebekeye Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

Şebeke bağlantılı fotovoltaik sistemlerin kullanımı her geçen gün artmakta olup bu artış, ilgilileri fotovoltaik sistemler ve şebekeye etkileri üzerine detaylı araştırmalara yönelt-mektedir. Bu araştırmalar ile fotovoltaik sistemlerden kaynaklanan çeşitli sorunların azaltılması, performans analizinin yapılması ve enerji kalitesinin arttırılması hedeflen-miştir. Günümüzde ise şebeke bağlantılı fotovoltaik sistemler üzerine yapılan araştırmalar halen devam etmektedir.

Bu tez çalışmasında, fotovoltaik sistem ile şebeke arasındaki senkronizasyon sürecini ve fotovoltaik sistemdeki inverterden kaynaklanan harmoniklerin etkisini gözlemleyebilmek için MATLAB/Simulink ortamında şebekeye bağlı bir fotovoltaik sistem modellenmiştir. Simülasyon ortamında yapılan bu çalışmayla, şebekeye bağlı fotovoltaik sistemin daha verimli bir şekilde çalışması, harmoniklerin en aza indirilmesi ve fotovoltaik sistem ile şebekenin bir arada çalışma sürecinin simülasyon ortamında gösterilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlere ait özet bilgiler verildikten sonra daha önce yapılmış olan çalışmalar ve tezin kapsamı hakkında kısaca bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde; fotovoltaik sistemlerle ilgili daha önceden yapılmış çalışmalar hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Ayrıca güneş pilleri, fotovoltaik sistem, güç kalitesi ve harmonikler hakkında genel bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde; şebekeye bağlı fotovoltaik sistemin her bir elemanı MATLAB/Simulink’ te modellenmiş ve elemanlar için gerekli hesaplamalar yapılmıştır. Dördüncü bölümde; fotovoltaik sistemin ve şebekenin frekans, faz, gerilim, güç ve harmonik ölçümleri yapılmıştır. Bunun yanında senkronizasyon sürecinde fotovoltaik sistem-şebeke arasındaki gerilim ve frekans dengelenme süreleri, sistem yüksüz iken şebekede meydana gelen gerilim artışları, senkronizasyon sonrasında fotovoltaik sistem, yük ve şebekede ölçülen gerilim, güç, frekans ve faz açısı değerleri ayrı ayrı gösterilmiştir. Beşinci bölümde ise simülasyon sonucunda ortaya çıkan grafiklere ve ölçüm değerlerine göre fotovoltaik sistemin performansı analiz edilmiş, elde edilen sonuçlar genel olarak gözden geçirilerek yorumlanmış ve tartışılmıştır.