BATTERY CHARGE CONTROL FOR STANDALONE PV SYSTEM BY USING MATLAB/SIMULINK

Abstract

ABSTRACT

Due to the depletion of fossil fuels and their environmental damage, the tendency for renewable energy sources is increasing. Photovoltaic (PV) system is one of the renewable energy sources, and its use is becoming widespread day by day. However, since PV sources are intermittent energy sources, PV systems must be operated with energy storage systems in many areas. Within the scope of this thesis, battery charge control of an autonomous PV system is carried out via a DC-DC Buck converter. A lead-acid (LA) battery, which offers an advantage with its affordable cost, is used as a battery. In addition, for the system to be operated efficiently, it must be operated at the maximum power point (MPP). For this purpose, battery charge control, which can follow the maximum power point, was carried out with the Perturb&Observe (P&O) and Incremental Conductance (IC) methods, widely used in the literature. The methods were applied to the autonomous PV system implemented in MATLAB/Simulink environment with the same step sizes and sampling times. The simulation results were presented comparatively by considering control criteria such as steady-state error and settling time.

ÖZET

Fosil yakıtların tükenmesi ve çevresel zararları sebebiyle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim artış göstermektedir. Fotovoltaik sistem yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi olup her geçen gün kullanımı yaygınlaşmaktadır. Ancak PV kaynakların kesintili bir enerji kaynağı olması sebebiyle birçok alanda PV sistemlerin enerji depolama sistemleri ile çalıştırılması gerekmektedir. Bu tez kapsamında otonom bir PV sisteminin alçaltıcı tip DC-DC dönüştürücü üzerinden batarya şarj kontrolü gerçekleştirilmiştir. Batarya olarak uygun maliyeti ile avantaj sunan kurşun-asit batarya kullanılmıştır. Ayrıca sistemin verimli olarak çalıştırılabilmesi için maksimum güç noktasında işletilmesi gerekmektedir. Bu amaçla literatürde yaygın olarak kullanılan değiştir-gözle (D&G) ve artan iletkenlik (AI) yöntemleri ile maksimum güç noktası takibi yapabilen batarya şarj kontrolü gerçekleştirilmiştir. Yöntemler aynı adım büyüklükleri ve örnekleme zamanları ile MATLAB/Simulink ortamında gerçeklenen otonom PV sistemine sisteme uygulanmış olup simülasyon sonuçları sürekli-hal hatası, yerleşme zamanı gibi kontrol kriterleri dikkate alınarak karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.