Güneş fotovoltaik sistemleri için bulanık mantık ve denizanası optimizasyonuna dayalı maksimum güç noktası takibi (MPPT)

Abstract

Bu çalışma, güneş fotovoltaik (PV) sistemlerinin verimliliğini artırmak amacıyla, bulanık mantık tabanlı Maksimum Güç Noktası Takibi (MPPT), optimize edilmiş Oransal-İntegral (PI) voltaj kontrolörü ve Denizanası Optimizasyon Algoritmasının (JOA) entegrasyonunu içeren yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Amaç, değişken ışınım ve sıcaklık koşullarında optimum güç elde ederek enerji verimini maksimize etmektir. Geleneksel MPPT yöntemlerinin yavaş yakınsama, kısmi gölgeleme ve dinamik koşullarda düşük performans gibi sınırlamalarını aşmak için; bulanık mantık MPPT ile akıllı güç takibi sağlanırken, JOA tabanlı PI kontrolörü ise voltaj regülasyonunu optimize eder. Modelleme MATLAB Simulink 2022a ile gerçekleştirilmiş, farklı ışınım senaryoları test edilmiştir. Sonuçlar, önerilen sistemin geleneksel yöntemlere kıyasla daha yüksek güç çıkışı, hızlı yakınsama, gelişmiş voltaj kararlılığı ve genel verimlilik sağladığını ortaya koymaktadır. Sistem, %98–99,5 arasında maksimum güç çıkarım oranına ulaşarak etkili akü şarjı ve yük dağıtımı sağlamaktadır. Bununla birlikte, JOA’nın hesaplama karmaşıklığı, donanım temelli doğrulamanın eksikliği ve büyük ölçekli PV sistemlere ölçeklenebilirlik gibi sınırlamalar söz konusudur. Gelecekteki çalışmalar, donanım tabanlı uygulamalar, hibrit optimizasyon teknikleri ve akıllı şebeke entegrasyonu üzerine yoğunlaşmalıdır. Bu çalışma, güneş enerjisi sistemleri için sürdürülebilir ve ölçeklenebilir çözümler sunarak yenilenebilir enerji teknolojilerine katkı sağlamaktadır.