Güneş Enerji Sistemleri için Arduino Tabanlı Matlab/Simulink Programı Üzerinden Denetlenen Bir Akü Şarj Ünitesi Tasarımı ve Uygulaması


Creative Commons License

Akyazı Ö. , Şahin E. , Yurdakul H., Delitay E. C.

Journal of Investigations on Engineering & Technology, cilt.3, ss.17-22, 2020 (Hakemli Üniversite Dergisi)

  • Cilt numarası: 3 Konu: 1
  • Basım Tarihi: 2020
  • Dergi Adı: Journal of Investigations on Engineering & Technology
  • Sayfa Sayıları: ss.17-22

Özet

Gelişen teknoloji, sanayileşme ve dünya nüfusundaki artış enerji tüketimini hızla arttırmakta buna paralel olarak fosil yakıtlarının rezervleri süratle tükenmektedir. Fosil enerji kaynaklarının çevre sorunlarına yol açması, rezervlerinin sınırlı ve belirli bölgelerde olması, ülkelerin yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmesine sebep olmuştur. Güneş panellerinin ürettiği enerji atmosferik olaylara bağlı olarak değişkenlik göstermekte olup doğrudan aküyü şarj etmesi uygun değildir. Bu nedenle bu çalışmada şebekeden bağımsız fotovoltaik (PV) sistemlerde kullanılan bataryaların ömrünü artırmak, aşırı şarj ve deşarj olmasının önüne geçmek için Arduino tabanlı şarj kontrol ünitesi tasarlanmış ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Sistem için DA-DA azaltan dönüştürücü Matlab/simulink benzetim programı kullanılarak tasarlanmıştır. Sistemin Ardiuno üzerinden Matlab/simulink ile kapalı çevrim kontrolü oransal-integral (PI) denetleyiciyle gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sistem için gerekli olan yazılım işlemleri ve donanım cihazları başarı ile tasarlanmıştır. Sonuç olarak Arduino tabanlı PI denetimli DA-DA şarj ünitesi benzetim ortamında ve deneysel olarak gerçekleştirilmiş olup elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.

The developing technology, industrialization and the increase in the world population growing up the energy consumption rapidly, in parallel, the reserves of fossil fuels are rapidly depleted. Since fossil energy sources cause environmental problems and their reserves are limited and available in certain regions, countries have been focused on renewable energy sources. The energy produced by solar panels varies depending on atmospheric events. So, it is not possible to charge the battery directly. For this reason, in this study, an Arduino based charge control unit is designed and implemented to increase the life cycle of the batteries used in off-grid photovoltaic (PV) systems and provide overcharge and discharge protection of the battery. The DC/DC buck converter is designed for the system using Matlab/Simulink platform. Closed loop control of the system using Matlab/Simulink program on Ardiuno software development card is carried out with proportional-integral (PI) controller. In addition, software and hardware devices required for the system are designed succesfully. As a result, Arduino based PI controlled DC-DC charging unit is performed in both simulation and experimental set up and the results are discussed.