PV Panel ve PEM Yakıt Pilinden Oluşan Küçük Ölçekli Hibrid Sistemin Matematiksel Modeli

Abstract

Günümüzde, giderek artan enerji talebinin fosil yakıtlarla karşılanması sera gaz emisyonlarını yükseltmektedir. Bu yükseliş dünyamızı küresel iklim krizine doğru sürüklemektedir. Bundan dolayı, küresel ısınma geri dönüşü olmayan noktaya ulaşmadan önce ülkelerin yenilenebilir ve yeşil enerjiye geçiş yapması zorunluluk halini almaktadır. Yenilenebilir kaynaklar arasında önde gelen güneş ve hidrojen enerjisi son yıllarda yapılan çalışmalar ve yatırımlarla giderek popülerliğini artırmaktadır. Bu çalışmada, 200 W fotovoltaik (PV) panel ve 100 W Proton Değişim Membranlı (PEM) yakıt pilinin MATLAB/Simulink'te matematiksel modellerinin oluşturulmasıyla güneş ve hidrojen enerjisini birleştiren hibrid sistem incelenmiştir. PV panelin ve PEM yakıt pilinin tanım denklemlerini kullanarak adım adım elde edilen alt modeller birleştirilerek yakıt pilinin polarizasyon ve güç grafiği elde edilmiştir. Modeller detaylı ve tekrarlanabilir bir şekilde anlatılmış ve tüm model parametreleri paylaşılmıştır. Her iki kaynak için DC-DC yükseltici dönüştürücü modelleri oluşturulup panel ve yakıt pili paralel bağlanarak tipik rezistif yük beslenmiştir. 3,795 A ve 6,205 A sırasıyla yakıt pili ve PV panelden elde edilerek 300 W güç sağlanmıştır.