111 research outputs found
Estimation of fundamental circuit parameters affecting maximum power transfer in a typical photovoltaic panel using the hybrid genetic algorithms
Get PDFYÖK Tez No: 379791Gelişen teknoloji ve artan enerji talebi dolayısıyla enerji ihtiyacı hızlı bir şekilde artarken rezerv enerji kaynakları da hızlı bir şekilde tükenmektedir. Bu durum yeni enerji kaynaklarına yönelmeyi zorunlu hale getirmiştir. Bununla birlikte yenilenebilir enerji kaynakları sahip oldukları yüksek enerji potansiyeli ve devamlılık göstermeleri sebebiyle oldukça iyi birer alternatif enerji kaynağı durumuna gelmişlerdir. Yeni enerji kaynakları bulmak kadar sahip olunan enerji kaynaklarından elde edilen verimi maksimum seviyeleri çekmekte oldukça önemlidir. Bu sebeple bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan fotovoltaik (FV) sistemler ele alınmış ve FV panellerden maksimum güç çıkışlarını alabilmek temel elektrik devre parametreleri genetik algoritmalar ile tahmin ettirilmiş. Fotovoltaik sistemler güneş enerjisinden doğrudan elektrik enerjisi üretebilen sistemler olup elektrik devre modelleriyle temsil edilebilirler. Literatürde birçok farklı FV devre modeli bulunmakla birlikte bu tez çalışmasında tek diyot devre modeli üzerinde çalışılmıştır. Modelden maksimum çıkış gücünü alabilmek için model parametrelerinin optimum şekilde seçilmesi gerekmektedir. Buna karşın FV panellerin üretici katalog verilerinde diyot idealite faktörü , seri ve paralel dirençler ve değerleri hakkında herhangi bir bilgi verilmemektedir. Öncelikle bilinmeyen bu üç parametrenin çıkış akımı, çıkış gerilimi ve çıkış gücü üzerindeki etkileri MATLAB/SİMULİNK paket programında modellenen sisteminden elde edilen karakteristik eğriler ile gösterilmiştir. Daha sonra karmaşık ve kapalı bir yapıya sahip olan FV devre modeli denklemleri Lambert W fonksiyonuyla açık ve daha kullanışlı hale getirilmiştir. Elde edilen denklemler ile üretici katalog bilgi sayfasında yer olan parametre değerlerinden yola çıkılarak üç bilinmeyen parametre değeri Genetik Algoritmalar yardımıyla tahmin edilmiş ve farklı sıcaklık ve ışıma miktarları içi en uygun idealite faktörü, seri ve paralel direnç değerleri elde edilmiştirAs the evolving technology and growing energy demand are increasing, reserve energy sources are rapidly declining. This situation has increased the interest in alternative energy sources and has made renewable energy sources important due to their energy potential and continuity As find some alternative energy sources as developing the owned sources for increasing yields is important too. For this reason, in this study photovoltaic (PV) systems were discussed and estimated fundamental circuit parameters affecting maximum power transfer in a typical photovoltaic panel using the genetic algorithms. PV systems which provide electrical energy from solar energy systems has been defined with electrical circuits. The literature survey has shown that there are few circuit models to obtain a better understanding of the PV cell characteristic. The most known approximate circuit models of the PV cell is described by the single diode model which used in this study. In order to transfer maximum power from a PV cell, it is important to estimate the certain parameters within acceptable error range. However, manufacturer data sheet of PV panels are not give information about diode ideality factor n, series resistnace R_s and shunt resistance R_p. Firstly, for understanding the effect of this three unknown parameters on the PV characteristic curves, the PV system was sımulated and the characteristic curves of system was plotted by MATLAB/SIMULINK package program. Single diode model involves in a transcendental equation which may have some difficulties directly to calculate the load current or the output voltage. Therefore the Lambert W function is used to reformulate voltage-current or current-voltage characteristic equation for easy computation. Thus, the load current or the output voltage can easily be calculated by the corresponding characteristic equation depending on known values of the circuit parameters. After that the resulting equations were used with manufacturer data sheet parameter values and the unknown parameters was estimated for amounts of different temperature and irradiance by genetic algorithms
Software development which provides minimum business cost for offices and residences with producer concumers
Get PDFYÖK Tez No: 530119Bu tez çalışmasında küçük ölçekli rüzgar-güneş hibrit sistemin günlük enerji maliyetlerinin düşürülmesine yönelik yazılım esaslı bir simülasyon çalışması yapılmıştır. Üreten tüketicili konutlar için hibrit bir sistemde enerji maliyetini azaltmanın en etkili yollarından biri her bir zaman diliminde üretilen ve depo edilen güç ile tüketilen gücün dengesinin sağlanmasıdır. Bu dengenin sağlanması tipik bir optimizasyon problemi olup bu problemin çözümü kısa sürede çözüm sağlayabilen ayrık optimizasyon yöntemlerinden biri ile yapılabilir. Literatürde sınırlı sayıda yöntem bu amaç için kullanılırken yeni geliştirilen algoritma ve yazılım ile problemin çözümü için bu proje çalışmasında kullanılmıştır. Böylece yazılım ile günlük enerji maliyeti mümkün olan en küçük değere indirilmeye çalışılmıştır. Optimizasyon sürecinde belli sayıda rüzgar türbini, fotovoltaik panel, batarya ve muhtelif sayıda yükler kullanılacaktır. Sistemin kurulduğu lokasyonda rüzgar hızı ve ışınım değerleri meteorolojik veriler yardımıyla saatlik bazda günlük olarak belirlenir. Yazılımda yer alacak takvim üzerinde her 1 saatlik üretilecek güç değeri yazılım ekranında gösterilecektir. Yazılım ile elde edilecek verilere geçmişe dönük olarak program üzerinden ulaşılabilir ve elde edilen veriler arka planda işleme alınarak tahmin işlemleri gerçekleştirilir. Dolayısı ile her bir saat diliminde mevcut sistemde ne kadarlık güç üretileceği bilindiği için güç dengesinin sağlanması için ne kadarlık bir yükün beslenebileceği tespit edilir. Olası istenmeyen durumlarda tüketicilere bilgilendirme yapılarak aksiyon almaları sağlanır. Burada güç dengesinin sağlanmasında uygun yük planlaması ve batarya grubunun şarj durumu önemli bir etkendir. Gün içerisinde optimal yük dağılımı yapmak için bir sonraki günün saatlik dilimlerde rüzgar hızı ve ışınım değerlerinin iyi bir şekilde tahmin edilmesi gerekir. Bu çalışmada rüzgar hızı ve ışınım miktarı değerlerini kullanarak, bir sonraki günün saatlik bazda üreteceği enerji tahmin edilip tipik bir konutun enerji ihtiyacının minimum maliyetle karşılanması hedeflenmektedir.Our thesis proposal is a software based simulation that focuses on lowering the daily energy costs of nano scale photovoltaic-wind hybrid systems. One of the most effective ways of lowering the costs of a producer-consumer building is to balance the amount of the energy that is consumed and produced by this building continuously. Which is a typical optimization problem and can be solved by a discrete optimization techniques easily. A new algorithm will be developed for thesis. This technique will be used in this software project. By doing so we will try to minimize the cost of daily energy. Through the optimization process different kinds of wind turbines, solar panels, batteries and loads will be used. The values that determines the energy production such as wind speed or solar radiation levels could be accessed via meteorological values that are posted by meteorology centers daily for each hour, by using this value we can calculate the estimated amount of the energy that will be produced by our system so we can determine the amount of the load we can supply with that energy. The power value to be generated every 1 hour on the calendar to be included in the program will be displayed on the software screen. Consumers are informed when unexpected values are saved. In order to balance the production and consumption it is important to load planning and the state of the battery charge state. In order to have an optimal load distribution throught to day it is very important to estimate the wind speed and solar radiation levels for the day, to overcome this problem support vector machines and a similar estimation algorithm are being used. Lastly the goal of this project is to estimate the next days wind speed and solar radiation levels in a hourly basis
The modelling of hybrid wind-solar power systems for a typical residental home in Duzce province
Get PDFYÖK Tez No: 461065Ülkemizde elektrik enerjisi fiyatları hızlı nüfus artışı ve ekonomik büyüme nedeniyle her yıl önemli miktarda artış göstermektedir. Elektrik santrallerinde üretilen enerjinin birincil kaynakları fosil yakıtlar olup bu yakıtların büyük bir kısmı ithal edilmektedir. Üretilen elektrik enerjisinin hemen hemen yarısı doğal gaz çevrim santrallerinde üretilir. Bu da maalesef enerjide dışa bağımlılığın önemli bir göstergesidir. Oysa ülkemiz yenilenebilir enerji potansiyeli açısından yeterli ve kullanılabilir zenginliğe sahiptir. Bu potansiyelin önemli bir kısmı son zamanlarda ticari amaçlı yenilenebilir enerji yatırımları ile değerlendirilmektedir. Bununla birlikte bu potansiyelin kullanılmayan kısmı ise nüfusun yoğun olduğu yerlerde ve kırsal kesimlerde 1-10 kW aralığında anma gücüne sahip şebekeden bağımsız veya bağlı yenilenebilir sistemler kullanılarak değerlendirilebilir. Bu tür sistemlerin ekonomik olabilmesi için yüklerin gün içerinde uygun biçimde dağıtılarak üretim ve tüketim arasındaki güç dengesinin sağlanması gerekir. Üretilen güç ile tüketilen gücün belirlenen periyodik süre içinde dengelenmesinin bir yolu ayrık optimizasyon probleminin çözümü ile mümkündür ve bu çözüm belirli bir lokasyon için verilen kısıtları sağlayan bir model ile yapılabilir. Bu tezde Düzce ili özelinde belirlenen bir lokasyonda tipik bir konutun elektriksel enerji ihtiyacını en ekonomik biçimde karşılayan şebekeden bağımsız küçük güçlü yenilenebilir bir sistemin modellenmesi üzerine çalışılmıştır. Önerilen modelde rüzgâr hızı ve ışınım seviyesi gibi meteorolojik veriler esas alınarak salt rüzgâr türbinli (RT), salt fotovoltaik (FV) ve RT-FV hibrit sistemin mukayeseli ekonomik performansı ele alınmıştır.Energy prices gradually increase in Turkey every year due to rapid population and economic growths. The primary sources of electrical power generated in power stations are fossil fuels and major part of them is imported. The half of power generated in Turkey is produced by the natural gas combined cycle power plants. This is unfortunately a typical indication of the foreign energy dependency however Turkey is comparatively rich in renewable energy potential. Recently the significant portion of this potential has commercially been utilized by renewable energy investments. Besides, the remainder of this potential can be seized on using on-grid or off-grid renewable systems ranging from power ratings of 1 to 10 kW in high populated and rural areas. Power balance between generation and consumption should be done for these systems to be economic by properly shifting the loads within the day. One way to balance generation and consumption in a specified period is possible to solve a discrete optimization problem and the solution can be achieved by a model satisfying the given constraints in a certain location. In this thesis, the modelling of a low power off-grid renewable system economically meeting power demand for a typical residential building in a location specifically for Düzce is studied. The proposed model also handles comparative performances of wind turbines (WT) alone, photovoltaic (PV) panels alone and hybrid WT-PV systems on the basis of meteorological data
Optimal power scheduling of a renewable microgrid system using a meta-heuristic method
Get PDFYÖK Tez No: 430828Güç sistemlerinin enerji yönetiminde üretim birimlerinin tekno-ekonomik planlaması önemli bir problemdir. Yük ve üretilen güç arasındaki dengeyi sağlamak bütün güç sistemlerinde arzu edilen bir durumdur. Çok değişkenli ve birçok kısıt içeren güç planlama probleminde üretilen güçle tüketilen güç arasındaki denge lineer programlama ile yapılabilir. Mikrogrid sistemdeki işletme maliyetinin minimum olması için tüketilen güç ile üretilen gücün eşit olması gerekir ve bu da kullanılan mikrogrid sistemi daha cazip hale getirir. Bu dengeyi çok küçük zaman dilimlerinde gerçekleştirmek karmaşık bir optimizasyon probleminin çözümü ile mümkün olur, ancak bu problemin çözümünü sıradan deterministik yöntemlerle yapmak çoğunlukla mümkün olmaz. Bu bakımdan, böyle bir çözüm için meta-sezgisel yöntem kullanmak daha doğru bir yaklaşım olabilir. Bu çalışmanın amacı küçük güçlü rüzgar türbinleri, güneş panelleri ve dizel jeneratörden oluşmuş mikrogrid sistemdeki minimum işletme maliyetini genetik algoritmalar ile optimal güç planlaması gerçekleştirerek bulmaktır. Elde edilen sonuçlar planlama yapılmamış durumla karşılaştırıldığında mikrogrid sistemin işletme maliyetinin önemli ölçüde azaldığını göstermektedir.Techno-economic design of production units is a significant problem in power systems management. In all the power systems, it is an essential case to maintain the balance between load and generated power. This may be done by optimal power scheduling containing multivariate and several constraints through linear programming methods. It is necessary that power generation should equalize to power consumption in a typical microgrid systems in order to obtain minimum operation cost and this may make microgrid system more attractive. To achieve this balance in very small time intervals may be possible by a solution of a complex optimization problem, however deterministic methods are incapable of doing that. Therefore, use of a meta-heuristic technic may be one alternative to solve this type of minimization problem. The objective of this study is to find minimum operation cost in a microgrid system composed of low power wind turbines, solar panels and a diesel generator through optimal power scheduling by the genetic algorithms. The results have shown that the operation cost of microgrid system is significantly minimized compared to unscheduled power demand
Rooftop application of photovoltaic system with low cost design and operation: Case of Denizli TEKNOBIL High School
Get PDFYÖK Tez No: 543139Günümüzde rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynakları enerjide arz talep dengesi için yeni bir kaynak olarak artan bir hızda kullanılmaya başlanmıştır. Ülkemizde rüzgar ve fotovoltaik (FV) sistemler ile enerji üretimi son yıllarda çok hızlı artışlar göstermektedir. Yapılan mevzuat değişikleri ile özellikle FV sistemler ile şebekeye bağlı binalarda tüketilen enerjinin bir kısmının karşılanmasının önü açılmıştır. 20-25 yıllık ömrü olması beklenen bir FV sistemin kurulumu ve minimum maliyetle işletilmesi en uygun tasarımı gerektirir. Bu tez çalışmasında Özel Bilim Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesinin (TEKNOBİL) şebekeden aldığı enerjinin bir kısmını hem ekonomik hem de teknik olarak optimal tasarım içeren çatı tipi FV sistem ile karşılanmasını içermektedir. Söz konusu tasarımda mevcut lokasyondaki güneşlenme potansiyeli dikkate alınarak her gün saatlik olarak yük bazlı tüketimlerin optimal dağılımı bir gün sonraki tahmin değerlerine bağlı olarak yapılmıştır. Yıllık bazda okula ait saatlik ortalama yük profilleri 24?365 adet olarak belirlenmiş ve her bir saatlik dilimde arz talep dengesi sağlanmaya çalışılmıştır. Söz konusu okula ait yük dağılımları gün içerisindeki dağılımı saatlik olarak gözlem ve tahmine göre oluşturulmuş, saatlik değişime göre elde sonuçlar grafik olarak incelenmiştir. Ticari bir yazılım olan HOMER programı ile talep edilen parametreler girilerek gerekli sonuçlar üretilmiş ve elde edilen sonuçlar teyit edilmiştir. Ayrıca sistemin ekonomik değerlendirmesini yapmak için sistem maliyeti ve elektrik enerjisi tüketim maliyeti analizi gerçekleştirilmiştir. Bu tez çalışmasında TEKNOBİL 'e ait 1,5 ve 10 yıllık tüketim değerleriyle tasarlanan FV sistemden üretilmesi planlanan aynı sürelerdeki üretim değerleri kıyaslanıp gerekli analizler yapılmıştır.Today, renewable energy sources such as wind and solar energy have been used increasingly as a new resource for energy supply and demand balance. In our country, energy production with wind and photovoltaic (PV) systems have increased very rapidly in recent years. Together with changes in the related legislation, for buildings connected to the grid, the way of producing some of own energy consumption via PV systems become available.Expecting 20-25 years use of life of PV system's installation and operating with minimum cost requires most appropriate design. In this thesis, some consumption of the electricity of Private Science Vocational and Technical Anatolian High School (TEKNOBİL), received from national network, is aimed to replace with electricity produced via rooftop PV system which is both economically and technically optimal designed. In the above mentioned design, considering the solar energy potential of the current location, per day and for every hour the optimal distribution of load-based consumption determined according to estimated values of one day later. For annual basis the school's average load profiles determined as 24x365 units and supply and demand balance is tried to be provideded for every hour. The distribution of load distributions in the day was calculated according to observation and prediction on the hourly basis and the results obtained by hourly variation were analyzed graphically. With HOMER program which is a commercial software, required parameters are entered and necessary results are produced and the results obtained are confirmed. In addition, to make economic evaluation of the system, system cost and electricity energy consumption cost analyzes have been carried out. In this thesis study, the comparision of 1,5 and 10 years of TEKNOBİL's electricity consumption values with the values which is planned to be produced via the designed PV system in the same time terms has made and necessary analyzes were done
Solar cell production and characterization with CdTe nanomaterial
Get PDFYÖK Tez No: 523075Dünya genelinde enerjiye duyulan ihtiyacın artması buna karşın fosil yakıtların hızla azalması alternatif enerji kaynaklarının önemini artırmaktadır. Mevcut silisyum, germanyum bazlı birinci nesil güneş hücrelerinin yüksek maliyeti ve alternatif olarak ortaya çıkan ikinci nesil güneş hücrelerinin enerji dönüşüm verimlerinin %13 civarında kalması üçüncü nesil güneş hücreleri üzerine yoğunlaşma gereğini ortaya çıkarmıştır. Öyle ki henüz gelişim aşamasında olan üçüncü nesil güneş panelleri verim olarak birinci nesil güneş panellerini şimdiden yakalamışlardır. Üçüncü nesil güneş panelleri içinde Kuantum Nokta Duyarlı Güneş hücreleri (KNDGH) son beş yılda sergiledikleri aşama ile dikkat çekmektedir. Kolay işlenebilirlikleri, ayarlanabilir boyut ve bant aralıkları ve Çoklu Eksiton Üretimi (MEG) gibi benzersiz opto-elektronik özellikleri kuantum noktaları ilgi çekici hale getirmektedir. Bu özellikler KNDGH için teorik olarak enerji dönüşüm veriminin %44'e kadar çıkabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada CdTe KNDGH tasarımı üzerine odaklanılmıştır. Tez çalışması 3 temel bölüme ayrılmıştır; CdTe KN sentezlenmesi, CdTe KN'nın tedavi edilmesi ve sentezlenen CdTe KN'lar ile KNDGH tasarlanması. CdTe KN sentezlenmesi için sıcak enjeksiyon metodu kullanılmış olup klasik metot ile sentezlenen CdTe KN Fotolümünesans Kuantum Verimi (PLQY) %8,12 olarak bulunmuştur. Sıcak enjeksiyon metodu daha sonra Kanula metoduyla modifiye edilmiş ve sentezlenen CdTe KN'nın PLQY değeri %25,66 ya çıkarılmıştır. Ayrıca KN'nın PL Maksimum Pik Noktasının Yarı Noktası (FWHM) 27nm seviyesine indirilmiş olup literatürdeki en yüksek monodispersi özelliği sergileyen organometalik CdTe KN sentezlenmiştir. Daha sonra sentezlenen CdTe KN'ya klorür pasifikasyon işlemi uygulanmış, farklı miktarda klorür (12-96 CdCI2/nm2) iyonu KN'ya enjekte edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda 60 CdCI2/nm2 tedavisiyle CdTe(CI) KN'nın PLQY değeri %87,33'e çıkarılmıştır. Yapılan pasifleştirme tedavisi Kanula metoduyla %70 tekrarlanabilir hale getirilmiştir. Ayrıca CdTe KN'nın oksijen ortamında dayanım süresi 3 kat arttırılmıştır. Sentezleme ve tedavi işlemlerin ardından KNDGH tasarım aşamasına geçilmiştir. Bu aşamada KN'nın boyutu, TiO2 kalınlığı, FTO/TiO2 yüzeyine yapılan tedavi, CdTe KN'nın yüzeye tutturulması, redoks çifti ve toplayıcı elektrot seçimi üzerine birçok iyileştirme çalışması yapılmıştır. Tüm optimizasyon işlemleri sonucunda FTO/TiCI4/TiO2 (22µm) /TiCI4 /36 CdCI2/nm2 CdTe(CI) KN yüzey foto anot olarak kullanılırken, FTO/Pt yüzeyin toplayıcı elektrot olarak seçilmiştir. Bu iki yüzey arasına I-/I3- redoks çifti enjekte edilmiştir. Tasarlanan KNDGH için Jsc 3,22 mA/cm2, Voc 0,821V olurken, dolum faktörü %57,192 ve verim %1,515 olarak bulunmuştur. Bu verim değeri literatürdeki organometalik CdTe kullanılarak elde edilen en verimli (%0,197) CdTe KNDGH verimine göre 7,97 kat daha iyidir.The increasing need for energy throughout the world, while the rapid reduction of fossil fuels, increases the importance of alternative energy sources. The high cost of the existing silicon and germanium based first generation solar panels, and the fact that the energy generation efficiency of the second generation solar panels, which are available as an alternative, is around 13%, has led to the need to concentrate on third generation solar panels. The third-generation solar panels, which are still in development stage, have already caught the first-generation solar panels in efficiency. Within the third generation solar panels, the Quantum Dot Sensitized Solar Cell (QDSSC) has attracted attention in the past five years. Unique opto-electronic features such as easy machinability, adjustable size and band gap, and Multiple Exciton Generation (MEG) make quantum dots attractive. These characteristics demonstrate that theoretically the energy conversion efficiency for QDSSC can be up to 44%. This work focuses on CdTe QDSSC design. Thesis is divided into 3 basic divisions; Synthesis of CdTe QD, treatment of CdTe QD and design of QDSSC with synthesized CdTe QDs. The hot injection method was used for synthesis of CdTe QD. Photoluminescence Quantum Yield (PLQY) of CdTe QDs, synthesized by the conventional method, was found to be 8.12%. The hot injection method was then modified by the Cannula method and the PLQY value was increased to 25.66%. Furthermore, Full Width Half Maximum (FWHM) of PL pik of CdTe QD was reduced to 27 nm so that the organometallic CdTe QD, which exhibited the highest monodispersity in the literature, was synthesized. Then, the synthesized CdTe QD was subjected to chloride passivation and different amounts of chloride (12-96 CdCl2/nm2) ions were injected into the QD. As a result of the analysis, it was determined that the PLQY value increased to 87.33% with 60 CdCl2/nm2 treatment. The passivization treatment was made 70% reproducible by Cannula method. Furthermore, the duration of the CdTe QD in the oxygen environment has been increased 3 times. After synthesis and treatment, QDSSC design studies were started. At this stage, several healing studies have been performed on CdTe QD size, TiO2 thickness, treatment on FTO / TiO2 surface, attachment of CdTe KN to the surface, redox couple and collecting electrode. As a result of all the optimization processes, FTO/TiCI4/TiO2 (22µm) /TiCI4/36 CdCI2/nm2 CdTe(CI) QD surface was used as photo anode and FTO/Pt surface was used as collecting electrode. I-/I3- redox couple was injected between these two surfaces. For the designed QDSSC, Jsc is 3.223mA/cm2, Voc is 0.821V, filling factor is 57.192% and efficiency is 1.51%. This efficiency is 7.97 times bigger than the similarities work (%0,197) in the literature
Determination of the optimal capacitance for the capacitor excited induction generator using the hybrid genetic algorithm
Get PDFYÖK Tez No: 309228Bu çalışmada küçük güçlü ve şebekeden bağımsız rüzgar santrallerinde kullanılan kapasitör uyartımlı asenkron generatörün, değişen yük koşullarında ihtiyaç duyduğu kapasitör miktarı analiz edilmiştir.İlk olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının öneminden bahsedilerek, bunların arasında da rüzgar enerjisine dikkat çekilmiştir. Ayrıca Dünyadaki ve Türkiye'deki rüzgar enerjisi potansiyeli ve faydalanma imkanlarından bahsedilmiştir.İkinci olarak, kendinden uyartımlı asenkron generatörlerin rüzgar enerjisi sistemlerindeki uygulama alanlarından ve bunların araştırılması gereken yönlerinden bahsedilmiştir. Aynı zamanda literatür taraması yapılarak bugüne kadarki uygulamalar hakkında bilgiler verilmiştir.Genel kısımlar bölümünde, ilk olarak rüzgar enerjisindeki mevcut güçten bahsedilmiştir. Sırasıyla rüzgar türbini çeşitleri, rüzgar türbininin yapısı, rüzgardan maksimum enerjinin elde edilmesi ve asenkron makinaların yapısına değinilmiştir. Daha sonra asenkron generatörün çalışma prensibi açıklanarak asenkron makinanın eşdeğer devresi ve kapasitör uyartımlı asenkron generatörlerin uyartım gereksiniminden bahsedilmiştir. Bununla birlikte asenkron generatörün uyartımı için kullanılacak kondansatörün bir minimum ve maksimum değerinin olduğuna dikkat çekilmiştir.Asenkron generatörün sürekli durum analizi bölümünde, kullanılan asenkron generatör ve deney düzeneği, elde edilen verilerin hesaplanmasında kullanılan Newton-Raphson, sayısal türev, genetik algoritmalar yöntemleri anlatılmıştır.Bulgular bölümünde, değişken yük ve kapasitör değerlerine ait veriler ve bu verilerin elde edilmesine ait aşamalar sunulmuştur.Sonuçlar bölümünde, değişen koşullarda asenkron generatörün davranışları, verimli ve kaliteli bir enerjinin elde edilebilmesi için önerilerde bulunulmuştur.In this thesis, a standalone capacitor-excited induction generator used for low power wind plants under varying load conditions is studied from various aspects.Firstly, renewable energy sources are introduced and the significance of the wind power is explained among those energy sources. Besides, development of wind energy and its potential in Turkey and the world for possible utilization is addressed.Secondly, the capacitor-excited induction generator and its application to wind power systems are examined and ongoing investigations are reported. In addition, examples of some typical applications are given by a literature survey up till now.Thirdly, theoretical background of wind energy, construction of wind turbines and its types, production of maximum power from a typical wind turbine and fundamentals of asynchronous machines are stated in the relevant section respectively. Subsequently, the equivalent circuit of the induction generator and the requirement of a capacitor for the self-excited induction generator and its operation are explained in detail. Furthermore, minimum and maximum capacitances for the induction generator are reported and the significance of the excitation range under various load conditions is pointed out.Finally, steady-state analysis of the induction generator, the experimental setup to determine a relationship between the air-gap voltage and the magnetising reactance and the computational algorithm based on the genetic algorithms and the Newton-Raphson method for finding relevant parameters are denoted
Development of an algori?thm for maxi?mum power poi?nt tracking to generate low power photovoltaic electricity generation
Get PDFYÖK Tez No: 430823Küresel rekabet şartları yüksek teknoloji gerektiren birçok elektriksel aygıtın fiyatlarının makul seviyelere düşmesine ve bunun sonucunda yatırım maliyetlerinin azalmasına yol açmıştır. Özellikle, yenilenebilir enerji uygulamalarında bu durum bariz bir şekilde görülmektedir. Bu yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde önem arz eden fotovoltaik enerjinin günümüzde konut, işyeri gibi birçok yerde elektrik enerjisi üretimi için gittikçe artan bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Konutlardaki uygulamalarda genellikle çatıya yerleştirilen sabit fotovoltaik paneller ile elektrik enerjisi üretilmektedir. Ancak fotovoltaik paneller sıcaklık ve ışınım düzeyi gibi çevresel şartlardan ciddi bir şekilde etkilenmekte, sistem verimi buna bağlı olarak azalan yönde değişmektedir. Buradaki dezavantajlı durumu gidermek için fotovoltaik sistemde her daim maksimum gücü sağlayacak şekilde bir ayarlamanın yapılması gerekir. Bu durum genel olarak maksimum güç takip sistemi olarak adlandırılır ve farklı yaklaşımlar ile dizayn edilmeye çalışılır. Bu tez çalışmasında, bir konutun çatısına monte edilmiş sabit fotovoltaik sistemin anlık ışınım düzeyi ve sıcaklığa göre en yüksek güç değerine ayarlayan takip sistemi tasarlanmaya çalışılmıştır. Tasarım daha çok yazılımsal temeli esas alan bir çalışma seklinde yürütülmüş, literatürdeki benzer çalışmalara göre görece tatminkar ve teşvik edici sonuçlar elde edilmiştir. Anahtar sözcükler: Yenilenebilir enerji uygulamaları, Fotovoltaik enerji üretimi, Maksimum güç takip sistemi, doğru akim dönüştürücüler, genetik algoritmalar ile optimizasyonTerms of global competition have led to reduce the price of many electrical devices required high level technology to reasonable levels and fall in investment costs in particular; this may obviously be seen in renewable energy or similar applications. Among renewable energy sources, photovoltaic energy is increasingly used to generate electricity for homes and workplaces today. In residential buildings, power is usually generated by photovoltaic panels mounted on their roofs. However, environmental conditions such as irradiation level and temperature are extremely influential on photovoltaic panels and this leads to vary system efficiency depending on which with a sharp decrease. It is necessary to control the photovoltaic system to continuously produce its maximum power for elimination of this drawback. This is typically called maximum power point tracking system and is designed by few researchers through various approaches. In this thesis, a design of maximum power point tracking system for photovoltaic panels mounted on a roof of a typical residential building under instantly varying irradiation level and temperature is achieved. This design is initially based on software application work and has relatively produced meaningful and encouraging outcomes with respect to those of similar works carried out so far
A new modulation approach to decrease total harmonic distortion of the SPWM voltage waveform using genetic optimization technique
No full textThe pulse width modulated power inverters have been increasingly using to convert DC power to AC power in small wind plants. When these inverters are used for power conversion, the integrated output voltage waveform is inevitably distorted. Although increasing the switching frequency is one choice to achieve the smoother output voltage, it adds extra harmonics to the output. There are various techniques such as analogue filtering, harmonic elimination etc. to reduce the number of harmonics usually affecting the system performance. In this study, a simple but efficient modulation approach based on the optimization of the shape of the triangular voltage waveform is proposed. The results have shown that the total harmonic distortion of the optimized voltage waveform decreases gradually and thus helps improve on the power quality during the conversion.</jats:p
Optimization of multimodal continuous functions using a new crossover for the real-coded genetic algorithms
No full textIn this study, a new crossover approach to the real-coded genetic algorithm is proposed. The approach is simply based on efficiently tuned real-coded crossover operation using the probability distribution function of Gauss distribution to generate rather dissimilar strings which may be candidates of possible solutions. Also linear and quadratic mapping algorithms comparatively used both to constrain individuals in the given search spaces and to produce different individuals in order to increase average fitness relatively for the same population. Moreover, to refine genetically found optimum points the local search technique based on Newton's method was performed. The designed software was first implemented on 11 well-known test functions and their results were compared with previous findings as shown in tables. In few test functions, the elitism operator was put into effect to maintain fitness stability helping increase the search performance of the proposed algorithm. The results indicate that the solutions to the test functions were almost the same with theoretical ones and the number of function evaluations for each test function was less than that obtained from using previous approaches
- …
