İTÜ Fotovoltaik Sistemler Laboratuvarı (PV Lab)

İTÜ Fotovoltaik Sistemler Laboratuvarı (PVLAB), fotovoltaik ve yenilenebilir enerji tabanlı uygulamalar için güç elektroniği bileşenlerinin ve sistemlerinin verimliliğini artırmaya yönelik son teknoloji ürünlerin geliştirilmesinin amaçlandığı bir araştırma laboratuvarıdır. Laboratuvarın amacı, esas olarak kontrol stratejilerinin geliştirilmesi ve testlerini, tek ve üç fazlı şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız PV-tabanlı, Yakıt Hücreleri, Süper Kapasite, Batarya, Rüzgar, Volan ve benzeri yenilenebilir hibrit enerji sistemlerini de içeren dönüştürücü / evirici topolojilerine dayanan yenilenebilir enerji ve enerji verimli teknolojilerin araştırma ve geliştirilmesini sağlamaktır.

İTÜ Fotovoltaik Sistemler Laboratuvarı'nda, yenilenebilir enerji sistemleri (örneğin güneş ve rüzgar enerjisi) için gerekli olan modelleme, analiz ve simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmalar çerçevesinde, şebeke bağlantılı/şebekeden bağımsız invertörler (eviriciler), batarya şarj ve yönetim sistemleri, enerji izleme ve yönetimi, dinamik analizler ile güç dönüştürücü tasarımı gibi konularda Avrupa Birliği (EU), TÜBİTAK ve BAP destekli araştırma projeleri yürütülmektedir. Ayrıca, bu uzmanlık alanlarında sanayi kuruluşlarıyla teknik danışmanlık sağlanmakta ve ortak projeler aracılığıyla işbirlikleri geliştirilmektedir.

Laboratuvarımız, güç elektroniği alanında yalnızca modelleme ve simülasyon çalışmalarıyla sınırlı kalmayıp, deneysel prototip tasarımı, geliştirme ve test süreçlerini de kapsamlı bir şekilde yürütmektedir. Bu kapsamda, DC-DC dönüştürücüler, invertörler, batarya şarj sistemleri ve güneş enerjili su pompası sistemleri gibi güç elektroniği devrelerinin tasarımı, prototip üretimi ve performans testleri gerçekleştirilmektedir. Ayrıca, IEC ve IEEE gibi uluslararası standartlara uygun olarak güç elektroniği bileşenlerinin ve sistemlerinin testleri yapılmakta, böylece endüstri standartlarına uyumlu ve güvenilir çözümler geliştirilmektedir.

Yenilenebilir enerji sistemlerinde güç elektroniği uygulamaları için pekiştirmeli öğrenme (reinforcement learning) tabanlı kontrol stratejileri geliştirmeye yönelik araştırmalar da yürütülmektedir. Bu çalışmalar kapsamında, veri odaklı ve modelden bağımsız yaklaşımlar kullanılarak, güç dönüştürücülerinin, motor/generatör sürücüleri ile batarya ve enerji yönetim sistemlerinin adaptif ve otonom kontrol algoritmaları tasarlanmaktadır.

Ayrıca, elektrikli taşıtlar ve mikro şebeke sistemleri için güç elektroniği sürücüleri, akıllı enerji yönetimi ve batarya sistemleri üzerine de deneysel ve yazılımsal geliştirmeler yapılmaktadır. Gerçek zamanlı gömülü sistemlerle (DSP, FPGA, SoC) kontrol algoritmalarının uygulanması, hızlı kontrol prototipleme (RCP), donanım-iç-döngü (HIL) testleri ve dijital ikiz (digital twin) destekli doğrulama altyapısı da laboratuvarımızın ileri düzey uzmanlık alanları arasındadır. Ayrıca, şebekeye bağlı güç dönüştürücüleri ile motor/generatör sürücü sistemlerinin yapay zeka tabanlı arıza tespiti, koşul izleme (condition monitoring) ve kestirimci bakım algoritmaları üzerinde de çalışmalar yapılmaktadır.

Laboratuvarımızda, fotovoltaik sistem bileşenlerinin güvenliği, performansı ve dayanıklılığını sağlamak amacıyla uluslararası standartlara göre çeşitli elektriksel testler gerçekleştirilmektedir. Bu testler, modüllerden invertörlere, bağlantı kutularından kablolara kadar tüm bileşenleri kapsamaktadır. GTİP Kodları sayfasından ulaşılabilir.

Laboratuvarımız, fotovoltaik sistemler ile ilgili GTİP kodlarına sahip ürünlerin ilgili IEC standartlarına uygunluk testlerini gerçekleştirme yetkinliğine sahiptir. Bu kapsamda, güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan panellerin, modüllerin, kabloların, çeviricilerin, invertörlerin, bağlantı kutuları ve konektörlerin güvenlik, performans ve dayanıklılık testleri laboratuvarımızda yapılmaktadır.

Bu standartlar, fotovoltaik sistemlerin güvenli, verimli ve uzun ömürlü olmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir. Testlerin, yetkin laboratuvarlar tarafından gerçekleştirilmesi ve sonuçların ilgili gümrük ve sertifikasyon otoritelerine sunulması önemlidir.