Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Kullanılan Güç Elektroniği Devrelerinde Mikrodenetleyici Giriş Geriliminin Regülasyonu için Kullanılan Tekniklerin Karşılaştırılması

Abstract

Günümüzde, fosil kaynaklara bağımlı enerji üretiminin sebep olduğu çevre sorunları göz önüne alındığında, yenilenebilir enerji sistemleri kullanımı ön plana çıkmaktadır. Özellikle güneş enerjisi çevrim sistemleri ve rüzgâr enerjisi çevrim sistemleri, kolay ulaşılabilir olmaları nedeniyle popüler olarak kullanılmaktadırlar. Güneş enerjisi ve rüzgâr enerjisi çevrim sistemlerinde, elde edilen enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için çeşitli güç elektroniği devreleri kullanılmaktadır. Yükseltici konvertör, düşürücü-yükseltici konvertör ve invertör devreleri, yenilenebilir enerji sistemlerinde en çok kullanılan güç elektroniği devreleridir. Genellikle, güneş enerjisi çevrim sistemlerinde bir veya birkaç adet yükseltici konvertör ve bu konvertör/konvertörlerin çıkışına bağlı bir invertör devresi bulunmaktadır. Buna karşın, rüzgâr enerjisi çevrim sistemlerinde ise bir adet düşürücü-yükseltici konvertör ve bu konvertörün çıkışına bağlı bir adet invertör devresi kullanılmaktadır. Bu tür konvertör ve invertör devreleri, çeşitli mikrodenetleyiciler ile güç elektroniği devre elemanlarının (IGBT, MOSFET, TRISTOR vb.) tetiklenmesi ile güç çevrimi gerçekleştirmektedir. Bu devrelerde kullanılan mikrodenetleyicilerin giriş geriliminin regülasyonu, söz konusu devrelerin düzgün çalışabilmesi için önem arz etmektedir. Bu çalışmada, güneş enerjisi ve rüzgâr enerjisi sistemlerinde kullanılan güç elektroniği devreleri tanıtılmış ve bu devrelerin çalışma prensipleri açıklanmıştır. Güneş enerjisi ve rüzgâr enerjisi çevrim sistemlerinde kullanılan mikrodenetleyiciler için çeşitli giriş gerilimi regülasyonu teknikleri sunulmuş ve bu tekniklerin avantajlı ve dezavantajlı durumları karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda; yenilenebilir enerji sistemlerinde kullanılan güç elektroniği devrelerinde, mikrodenetleyici giriş gerilimi regülasyonu için, dc giriş gerilim aralığının geniş olması ve güç tüketiminin düşük olması sebebiyle, mini-dc/dc düşürücü konvertör kullanımının daha avantajlı olduğu görülmüştür.