Şebeke bağlantılı fotovoltaik aydınlatma sisteminin bulanık mantık ile kontrolü


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2006

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ŞAFAK SAĞLAM

Danışman: NAZMİ EKREN

Özet:

ŞEBEKE BAĞLANTILI FOTOVOLTAİK AYDINLATMA SİSTEMİNİN BULANIK MANTIK İLE KONTROLÜ Gelişen teknoloji ve artan dünya nüfusu enerji talebini de gün geçtikçe arttırmaktadır. Elektrik enerjisi üretiminde konvansiyonel kaynakların yüksek oranda kullanılması ve bu kaynaklarında hızla tükenmeleri, yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde yapılan çalışmaları arttırmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının çevre dostu ve sürekli olmaları fosil yakıtlar karşısında önemli bir avantajlarındandır. Bulanık mantık ile yapılan kontrol sistemlerinin aydınlatmada kullanılması hem konfor hem de enerji tasarrufu açılarından avantaj kazandırmaktadır. Özellikle sistemin, ortamın aydınlık şiddetine ve harekete duyarlı olarak çalışması klasik anahtarlamalı kontrol sistemlerine göre önemli miktarda enerji tasarrufu sağlamaktadır. Bu çalışmada, fotovoltaik panellerden elde edilen elektrik enerjisi akümülatör gruplarında depolanmaktadır. Aydınlatma amacı ile belirlenen doğu cepheli laboratuvara, yüksek verimli fluoresant lambalarla yeni bir aydınlatma tesisatı döşenmiştir. Laboratuvara yerleştirilen hareket sensörü ve ışık seviyesini ölçen devre yardımı ile kontrol sisteminin giriş değişkenleri belirlenmektedir. Bilgisayarda gerçek zamanlı, olarak yapılan bulanık mantık kontrol sistemi ile laboratuvarın aydınlatması, kademeli olarak yapılmaktadır. Aydınlatılması yapılan güç elektroniği laboratuvarının, haftalık ders programına bağlı olarak yapılan hesaplamalar ve ölçümler sonucunda bir haftalık sürede eski aydınlatma sisteminin 1,968 kwh, yeni sistemin ise 0,542 kwh enerji harcadığı belirlenmiştir. Fotovoltaik panellerden elde edilen elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye çevrilerek depolandığı akümülatör grubunun kapasitesi 200 Ah’tir. Ölçümler sırasında bu kapasite değerinin tamamı kullanılmadığı için, şebeke desteğine hiç ihtiyaç duyulmamıştır. Aydınlatma sisteminde bir haftalık test sürecinde 22,824 Ah’lik kapasite kullanılmıştır.Yani aydınlatma sisteminde kullanılan enerjinin tamamı fotovoltaik paneller tarafından üretilmiştir. Sonuç olarak; şebeke bağlantılı fotovoltaik aydınlatma sisteminin bulanık mantık ile kontrolü çalışmasında İstanbul Göztepe’de bulunan bir laboratuvar için ders saatlerinde ihtiyaç duyulan aydınlatmanın, gerekli aydınlatma düzeyini sağlayacak şekilde bulanık mantık kontrolörü kullanılarak yapılabildiği ortaya konulmuştur. Bu çalışma Marmara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu (BAPKO) tarafından desteklenen “Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Aydınlatma Sisteminin Bulanık Mantık ile Kontrolü” isimli proje ile paralel yürütülmüş ve sözkonusu proje 15.02.2006 tarihinde tamamlanmıştır. ABSTRACT GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC LIGHTING SYSTEM CONTROLLED BY FUZZY LOGIC Energy consumption is increasing with the technological development and world population. Researchs are increasing for renewable energy sources because of high usage percantage of conventional sources on electrical energy production. Tehy are important advantages of renewable energy sources to be environment friendly and continuous against the fossil fuels. The control systems which are using fuzzy logic have advantages both energy saving and comfort. Important amount of energy is being saved with movement and environment light level sensible systems. Electrical energy which produced by photovoltaic panels, is stored at accumulator group. New illumunation installation is set with high efficiency fluoresant lamps at laboratory. Control system inputs are determined with movement sensor and luxmeter circuit. The real time controller which is working on computer with fuzzy logic controller is made the staged control. Electrical consumption of power electronic laboratory lighting system is determined with calculation and measurements, 1.968 kwh with old lighting system and 0.542 kwh with new one, depends on weekly lesson programme. Accumulator group capacity is 200 Ah that stored electrical energy produced by photovoltaics. This capacity couldn’t used during the measurement stage. For that reason system didn’t need to grid connection. During the test week system used 22.824 Ah capacity. This mean whole of the system energy consumption produced by photovoltaics. As a result of research that name is grid connected photovoltaic lighting system controlled by fuzzy logic, illumination of laboratory during the lesson hours is made at reguired lighting level, where located Goztepe-İstanbul. This study executed parallel with the project “Grid Connected Photovoltaic Lighting System Controlled By Fuzzy Logic” that supported by Marmara University Scientific Research Projects Commission (BAPKO) and the project completed at 15.02.2006.