Battery charge system design and implementation for a small electric car using pv panels and fuel cell

Bir yandan dünya nüfusunun artması ve bir yanda fosil tabanlı enerji kaynaklarının tükenmeye yüz tutması yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi doğal olarak arttırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına en çok gereksinim duyulan uygulamalardan biri otomobillerdir. Son yıllarda birçok otomobil üreticisi elektrikli araç üretmek için çalışmalar yürütmektedir. Mevcut durumda bu araçların bataryaları şarj istasyonlarında doldurulmaktadır. Bu istasyonların enerjisi ise normal şebekeden sağlanmaktadır. Bataryalı elektrikli araçların yaygın kullanım alanlarından biri de golf arabalarıdır. Bu tez çalışmasında, bataryalı bir golf arabasının güneş ve hidrojen yakıt pillerinden beslenebilmesi için gerekli düzenlemeler yapılmıştır. Daha önce bir başka tez çalışmasında geliştirilen maksimum güç noktası izlemeli güneş enerjisi sistemine destek olacak bir hidrojen yakıt pili sistemi tasarlanmıştır. Bu sistem yalnızca güneş enerjisinin yeterli olmadığı veya yükün ihtiyacının yüksek olması durumlarında devreye girmektedir. Böylece enerji kaybının düşürülmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, 1.2 kW gücünde bir yakıt pilinin gerilimini aracın bataryalarını doldurabilecek gerilime dönüştüren bir DA/DA dönüştürücü geliştirilmiştir. Yalnızca belli dönemlerde devreye alınan yakıt pili sabit akımda çalıştırılmıştır. Belirlenen akım değerlerinde yakıt pili gerilimi 36 V olan batarya geriliminden düşük olduğundan dönüştürücü yükselten türden seçilmiştir. Geliştirilen güç devresi ve denetleyici sistem laboratuvar ortamında denenmiştir.Increasing world population and diminishing of fossil based energy sources have naturally increased the interest towards to new and renewable energy sources. An area where this interest is very high is electrical cars. Several automobile producers have been working on electrical cars these days. At the current stage the batteries of these cars are charged at charge stations that are fed by electrical grid. Golf cars are electrical cars that are widely used in several countries. A golf car employing a battery bank has been modified as part of this thesis work to use PV panels and hydrogen fuel cell as energy sources. A fuel cell system has been designed as a support unit for the MPPT solar energy battery charger system developed previously in a different thesis work. The fuel cell system is utilized only when there is not enough solar energy to overcome the load requirement. The purpose of doing this is to limit the efficiency loss. A DC/DC converter that converts the output voltage of a 1.2 kW fuel cell to a level suitable to charge the batteries of the car has been designed. The fuel cell is operated at constant current mode at the intervals that it is utilized. The fuel cell voltage is below the battery voltage at the determined current level, and therefore a boost converter has been chosen for the application. The power and control systems developed have been tested in the laboratory