Hybrıd Power Generatıon Systems Control Wıth Mıcrocontroller and Investıgatıon Effıcıency For Producıng Energy

This study intends to provide the power continuity of 1200W wind-solar hybrid power generating system set up to lighten the Electric Machinery Labratory, Control Systems Labratory and Power Systems Labratory of the Electrical and Electronic Engineering Department of Faculty of Technology of Afyon Kocatepe University for research and development purposes. A 500W fuel cell and 24V DC 300 Ah battery group is integrated to this system within the scope of the study. The study also proposes to determine and to control the efficiency of the power generated by the hybrid power generating system. Microcontroller supported control system is designed in order to efficiently use the production and consumption power of the power generating system which includes wind-solar power and fuel cell. This control system will contribute not only to provide power continuity but also to prolong its physical life by preventing it from being consistently activated. The power continuity is provided by the control system by activating the battery group and/or fuel cell in cases which the demand of the consumer cannot be satisfied with the main power sources, wind and solar power. After a certain charging rate in which there is no more energy requirement, the control system desactivates them in order to prevent unnecessary power consumption. Furthermore, it is intended to apply this study to rural areas by generating power independent from grid circuit. It is envisaged to satisfy the main power requirements including lightening, irrigation and maintenance of the security camera systems especially in rural areas and in regions which can not benefit from grid circuit. In addition to the definition of the purpose and the scope of the study, the previous studies held in the field is described in the initial part of the paper. In the second part, the current situation of the power sources in the World and in Turkey is described and general information about solar and wind power is given. Subsequently, the properties and the functions of the compounds of the hybrid power generating system is discussed. In the third part, calculations necessary to determine the compounds of the hybrid power generating system are made and the appropriate system is designed by taking their costs into consideration. In the fourth part, findings obtained by data and parameters affecting the findings are given. Consequently in the last part, the results are evaluated.Bu tez çalışmasında, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümüne ait Elektrik Makinaları Laboratuvarı, Kontrol Sistemleri Laboratuvarı ve Enerji Sistemleri Laboratuvarının aydınlatılması için AR-GE amaçlı kurulan ve işletilen 1200 W’lık Rüzgâr-Güneş hibrit güç üretim sistemine ek olarak 500W’lık yakıt pili ve 24V DC 300 Ah’lik akü grubu entegre edilerek enerjide sürekliliğin sağlanması ile birlikte hibrit enerji üretim sisteminde üretilen enerjinin denetimi ve etkinliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Rüzgâr-Güneş ve Yakıt pilinden oluşan enerji üretim sisteminin üretim ve tüketim gücünü daha verimli ve etkin bir şekilde kullanabilmek için mikrodenetleyicidestekli kontrol sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanmış kontrol sisteminde enerji sürekliliğini sağlamanın yanında enerji depolama grubunun sürekli devrede kalmasını önleyerek kullanım ömrünü artırmak olacaktır. Tüketicinin talep ettiği enerji temel güç kaynağı olarak kabul edilen rüzgâr ve güneş enerjisinden karşılanamadığı durumlarda tasarlanmış olan denetleyici ile batarya grubu ve/veya yakıt pili devreye alınarak enerjinin sürekliliği sağlanmıştır. Batarya grubunun şarj kapasitesi belli bir oranın üzerine çıktığı zaman ve enerjiye ihtiyaç duyulmadığında devreden denetleyici yardımıyla çıkartılmış bu sayede gereksiz yere enerji kullanımının önüne geçilmiştir. Bununla beraber uygulamalı olarak gerçekleştirilecek sistem sayesinde kırsal bölgeler de elektrik şebekesinden bağımsız olarak enerji üretilmesi amaçlanmaktadır. Özellikle kırsal bölgelerde, elektrik şebekesinin ulaşamadığı alanlarda, çevre aydınlatması, tarımsal sulama, güvenlik sistemlerin devamlılığının sağlanması gibi bazı temel enerji ihtiyacının sağlanması düşünülmektedir. Çalışmanın birinci bölümünde tezin amacı ve kapsamı hakkında kısaca bir bilgi verildikten sonra hibrit güç sistemleri ile daha önceden yapılmış olan çalışmalara ait özet bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde; dünyada ve Türkiye’de yenilenebilir enerji kaynaklarının durumuna değinilerek, güneş ve rüzgâr enerjisi hakkında genel bilgiler verilmiştir. Sonrasında hibrit güç üretim sistemi bileşenlerinin özellikleri ve fonksiyonları anlatılmıştır. Üçüncü bölümde; hibrit güç üretim sistemi bileşenlerinin belirlenmesi için gerekli olan hesaplamalar yapılmış ve maliyetleri tespit edilerek en uygun sistem tasarlanmıştır. Dördüncü bölümde ise bulgular ve bunlara etki eden parametreler verilmiştir. Beşinci bölümde ise elde edilen sonuçlar değerlendirmiştir