Pamukkale University Journal of Engineering Sciences (Oct 2020)
Termoelektrik jeneratörler için alçaltan-yükselten çeviricili maksimum güç noktası takibi benzetimi
Abstract
Enerji çevrim verimliliği %10’lara kadar çıkabilen endüstriyel Termoelektrik Jeneratörler (TEJ) atık ısılardan elektrik enerjisi elde ediniminde kullanılarak enerji verimliliğine katkıda bulunurlar. TEJ iç direnci ile yük direncinin eşit olmaması verim değerini oldukça düşürür. İç direnç ile yük direnci arasındaki dengesizliğin ortadan kaldırılması veya en aza indirilmesi için Maksimum Güç Noktası İzleyici (MGNİ) algoritmaları kullanılır. Bu çalışmada, iç direnç ile yük direnci arasındaki eşitliği sağlamak için Karıştır ve Gözlemle (K&G) metodu temelinde MGNİ algoritması, alçaltan-yükselten çevirici kullanılarak MATLAB/Simulink ile modellenmiştir. İlk olarak, Seebeck sabitine ve sıcaklık farkına bağlı olarak bir TEJ modellemesi yapılmıştır. Bu modellemede, seri ve paralel bağlanacak TEJ’ler belirlendikten sonra, TEJ modelinin çıkışına doğrudan değişken yük direnci bağlanmıştır. Yük direnci ve sıcaklık farkı değişim değerleri için çıkış gücü hesaplanmıştır. Bu durumda, MGNİ’siz TEJ’in yük değişimlerinden oldukça etkilendiği tespit edilmiştir. Verim değeri de buna bağlı olarak sürekli salınımlar yapmıştır. Daha sonra, bu sıcaklık farkı değişimi ve değişken yük K&G MGNİ’li alçaltan-yükselten çevirici sistemine uygulanmıştır. Geliştirilen K&G MGNİ algoritmalı TEJ’in yük ve sıcaklık değişimlerine rağmen Maksimum Güç Noktasını (MGN) %98.72 bir doğrulukla izlediği görülmüş ve TEJ en yüksek verimlilikle her koşulda çalıştırılmıştır. Geliştirilen bu K&G MGNİ algoritması ile kontrol edilen, alçaltan-yükselten çeviricili bir TEJ sisteminin modeli sayesinde tasarımcılar için yalnızca Seebeck sabitinin ve seri-paralel bağlı TEJ sayılarının girilmesinin yeterli olacağı bir benzetim çalışması sunulmuştur.
