Güneş enerjisi teknolojilerinde verimlilik sorununu kökten çözmeyi hedefleyen bilimsel bir çalışma, enerji sektöründe heyecan yaratan sonuçlara ulaştı. Karabük Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Selim Öncü’nün araştırmacı olarak yer aldığı TÜBİTAK destekli proje, güneş panellerinin çalışma prensiplerinde yeni bir dönemin kapılarını aralıyor. Yenilenebilir enerji sistemlerinin en büyük zorluklarından biri olan değişken çevresel şartlara uyum sağlama konusu, bu yeni geliştirilen manyetik kontrollü sistemle birlikte yüksek bir başarı oranına kavuştu.
Maksimum verim için yeni bir yaklaşım
Güneş panellerinin ürettiği elektrik miktarı, gün içindeki güneş radyasyonu ve sıcaklık değişimleri gibi dış etkenlere bağlı olarak sürekli dalgalanma gösteriyor. Bu durum, panellerin her an en yüksek verimle çalışmasını zorlaştırıyor. Gazi Üniversitesi’nden Dr. Öğr. Üyesi Kenan Ünal’ın yürütücülüğünü üstlendiği ve TÜBİTAK 1002 Hızlı Destek Programı kapsamında hayata geçirilen projede, bu dalgalanmaları minimize etmek için yenilikçi bir yöntem izlendi. Araştırmacılar, güç dönüştürücü devrelerdeki kayıpları en aza indirmek amacıyla E sınıfı rezonans güç dönüştürücü devre yapısını temel alarak, manyetik kontrollü bir maksimum güç noktası izleme sistemi tasarladı.
Manyetik kontrolle hassas güç yönetimi
Sistemin temel çalışma mantığı, güç anahtarı üzerindeki gerilimin sıfıra indiği anlarda devreye giren özel bir anahtarlama tekniğine dayanıyor. Proje kapsamında, devredeki bobinin manyetik nüvesine eklenen ikinci bir sargı sayesinde bobinin elektriksel özellikleri dinamik olarak değiştirilebiliyor. Bu sargıdan geçirilen akım, güneş panelinden çekilen gücün son derece hassas bir şekilde ayarlanmasına olanak tanıyor. Böylece sistem, güneş panelinin o anki koşullarda üretebileceği maksimum gücü sürekli olarak takip edebiliyor. Bilgisayar ortamındaki modelleme ve benzetim çalışmalarının ardından laboratuvar ortamında prototipi üretilen sistem, farklı radyasyon ve sıcaklık değerlerini taklit eden güç kaynaklarıyla zorlu testlerden geçirildi.
Geleceğin enerji teknolojilerine kapı aralıyor
Gerçekleştirilen kapsamlı deneyler sonucunda, geliştirilen sistemin güneş panelinin üretebileceği maksimum gücü ortalama yüzde 98 gibi oldukça yüksek bir verimle takip ettiği kanıtlandı. Ayrıca testler, ısıya dönüşen enerji kayıplarının tüm çalışma aralığında başarıyla engellendiğini ortaya koydu. Araştırmacılar, kullanılan bu özgün devre yapısının literatürde benzeri bulunmadığını vurgularken, yöntemin sadece güneş enerjisiyle sınırlı kalmayacağını öngörüyor. Geliştirilen bu teknolojinin, elektrikli araçların batarya şarj sistemleri gibi enerji dönüşümünün kritik olduğu pek çok farklı alanda da uygulanabileceği belirtiliyor. Projede Prof. Dr. Selim Öncü ve Dr. Öğr. Üyesi Kenan Ünal’ın yanı sıra Başkent Üniversitesi’nden Prof. Dr. Güngör Bal da danışman olarak görev alarak bu önemli bilimsel başarıya katkı sağladı.
