GÜNEŞ PİLİ(PV)-DC MOTORLU SU POMPA SİSTEMİNDE OPTİMUM İŞLETME GERİLİMİNİN GENETİK ALGORİTMA DESTEKLİ TESPİTİ VE SİSTEM PERFORMANSINA OLAN KATKISI Özcan ATLAM 1 Murat KALE 2 Feriha ERFAN KUYUMCU 3 1,2 Kocaeli Üniversitesi ,Teknik Eğitim Fakültesi-Elektrik ,41300,İzmit,Kocaeli 3 Kocaeli Üniversitesi,Mühendislik Fakültesi-Elektrik Mühendisliği ,41300,İzmit,Kocaeli 1 e-posta: oatlam@kou.edu.tr 2 e-posta: kale@kou.edu.tr 3 e-posta: erfan@kou.edu.tr Anahtar sözcükler: Solar Cell, Solar Pumping System, MPPT, Genetic Algorithms ABSTRACT In this paper a genetic algorithm based, optimum fixed operating voltage solution to enhance the performance of a Photovoltaic( PV)-DC motor water pumping system, is presented. This voltage value is such that in a given radiation interval it corresponds to points on the PV current-voltage( I-V) curves which, considering also the duration for each curve, yield an energy value. This energy value is closest to the maximum avaible energy of the system if maximum power points were considered instead. The success in approximating the performance under maximum power point tracker (MPPT) conditions by the performance under the selected voltage, has been tested on a real mini PV-DC motor water pumping system. In the analysis, model paremeters based on experimental data obtained from the real sample PV pumping system, have been used. In general 96-99% approximations have been possible. The experimental set consists of an SM55 solar panel and a centrifugal immersible pump with permanent magnet DC motor. To investigate the motor-pump and system match, two different pump motors were used and analyzed under the same conditions. The daily water flow rate was chosen as the criterion to measure the performance. 1.GİRİŞ Güneş pilli(PV) fotovoltaik su pompa sistemlerinde, performansı en üst seviyede tutmak için maksimum güç aktarımı açısından uyumlu karakteristikli PV- motor seçimi optimizasyonu yapılmalıdır [1-3]. Bu tip sistemlerde maksimum güç tarayıcısı (MPPT) kullanımı da avantajlı bir yaklaşımdır. MPPT cihazı, sürekli PV’nin maxsimum güç (Pm) noktalarını tespit ederek uygun şekilde motor giriş karakteristiklerini kontrol eder. Diğer yandan MPPT’nin işlevini yaklaşık olarak gören, uygun bir sabit gerilim modunda(Vs) çalışma sağlayabilecek dc-dc çevirici kullanmak da pratik bir çözüm olarak önerilebilmektedir [4]. Sabit gerilimli bir işletim sisteminde PV’nin belirli bir aralıktaki ışınım enerjilerinde oluşan Pm noktalarının yoğunlaştığı bölge içinde uygun bir işletim gerilimi (Vs) seçilmektedir. Bu durum prensip olarak, Şekil- 1’de görülmektedir. 0 5 10 15 20 25 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 o o o o o o o o o Gerilim (V) Akı m(I) max.Güç (Pm) %20 %100 Vs=? Şekil 1.Bir PV’de Vs seçimi Optimum bir Vs seçimi sistemin MPPT koşullarına yaklaşma derecesini belirler. Diğer yandan Pm değerleri kadar, bunları belirleyen ışınımların oluşma süreleri toplam kullanılabilir enerjiyi belirlemekte ve bu enerjiler de doğrudan meteorolojik şartlara dayanmaktadır.Böylece optimum bir Vs tespitinde meteorolojik verileri dikkate almak faydalı görülmektedir. Bu bildiride, gerçek mini bir PV-dc motor pompa sistemi modeli üzerinde, örneklenmiş bir meteoroloji veri takımı için optimum Vs tespiti genetik algoritma destekli yapılmaktadır. Oluşan performansın MPPT’ye yaklaşma başarısı ve normal sisteme olan avantajı analiz edilmektedir.Meteoroloji verileri bir gün için üç farklı şekilde örneklenmiş olup her biri için Vs tespit edilmektedir. Ayrıca sisteme olan pompa motoru uyumu, aynı şartlarda çalışan iki farklı motor arasında araştırılmaktadır. 2. GÜNEŞ PİLİ (PV) MODELİ Bu çalışmada, bir adet Siemens marka SM55 tipi poli kristal güneş paneli kullanılmaktadır. PV paneli,