Bu çalışma, fotovoltaik (PV) enerji sistemlerinin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmak için tasarlanmış, bataryaya entegre, trafosuz yüksek kazançlı akıllı invertör modelini sunmaktadır. Önerilen sistem, batarya şarjı için iç içe geçmiş bir azaltan tip dönüştürücü ve evirici kaynağını beslemek için bataryayla paralel çalışan trafosuz yüksek kazançlı DC-DC dönüştürücüyü entegre eder. Ek olarak, kararlı şebeke voltajı üretimini sağlamak için iki seviyeli bir invertör kullanılır. Model, optimum güneş enerjisi kullanımı için Maksimum Güç Noktası İzleme (MPPT), şebekeye bağlı çalışma için aktif ve reaktif güç kontrolü ve şebekeden bağımsız senaryolar için voltaj düzenlemesi dahil olmak üzere çeşitli gerekli kontrol stratejilerini içerir. Çift yönlü enerji akışı yeteneği, PV dizisi, batarya depolaması ve elektrik şebekesi arasında sorunsuz güç dağıtımını sağlayarak gelişmiş sistem performansı sağlar. Simülasyon sonuçları, önerilen invertör modelinin verimliliğini ve kararlılığını doğrulayarak, iyileştirilmiş güç dönüşümü, azaltılmış enerji kayıpları ve gelişmiş sistem esnekliğini göstermektedir. Bir trafoya olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, tasarım operasyonel güvenilirliği korurken daha yüksek verimlilik ve daha düşük maliyet elde eder. Bu araştırma, yenilenebilir enerji sistemlerinde enerji yönetiminin iyileştirilmesinin önünü açarak daha sürdürülebilir ve akıllı PV enerji çözümlerinin geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır.
This study presents a novel battery-integrated, transformerless high-gain smart inverter model designed to enhance the efficiency and reliability of photovoltaic (PV) energy systems. The proposed system integrates an interleaved buck converter for battery charging and a transformerless high-gain DC-DC converter operating in parallel with the battery to supply the inverter source. Additionally, a two-level inverter is employed to ensure stable grid voltage generation. The model incorporates several required control strategies, including Maximum Power Point Tracking (MPPT) for optimal solar energy utilization, active and reactive power control for grid-connected operation, and voltage regulation for off-grid scenarios. The bidirectional energy flow capability enables seamless power distribution between the PV array, battery storage, and the electrical grid, ensuring enhanced system performance. Simulation results validate the efficiency and stability of the proposed inverter model, demonstrating improved power conversion, reduced energy losses, and enhanced system flexibility. By eliminating the need for a transformer, the design achieves higher efficiency and lower cost while maintaining operational reliability. This research contributes to the development of more sustainable and intelligent PV energy solutions, paving the way for improved energy management in renewable power systems.
