Συντάχθηκε 25-06-2026 06:55
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, 141Π-36,141Π-37
Έναρξη: 03/07/2026 14:00
Λήξη: 03/07/2026 15:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Αλεξάνδρου Σιούτη
με θέμα
Ανάπτυξη Μετατροπέα Ισχύος DC/DC Πολλαπλών Θυρών για Φωτοβολταϊκά Συστήματα
Development of a Multi-port DC/DC Power Converter for Photovoltaic Systems
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης (επιβλέπων)
Καθηγητής Κωνσταντίνος Γυφτάκης
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας
Περίληψη
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας διαδραματίζουν αναπόσπαστο ρόλο στη σύγχρονη κοινωνία, παρέχοντας ενέργεια για οικιακές και βιομηχανικές εφαρμογές. Ωστόσο, για την επίτευξη υψηλής απόδοσης, απαιτείται ο κατάλληλος σχεδιασμός ηλεκτρονικών συστημάτων ισχύος, ώστε να εξασφαλίζεται η βέλτιστη μεταφορά ενέργειας από τις πηγές στα φορτία. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζεται ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός πολύθυρου μετατροπέα DC–DC τύπου Buck–Boost με αμφίδρομη ροή ισχύος, με έμφαση στη χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων ως κύρια πηγή ενέργειας. Επιπλέον, εφαρμόζεται αλγόριθμος παρατήρησης τάσης και ρεύματος με σκοπό την εξαγωγή της μέγιστης ισχύος από τα φωτοβολταϊκά στοιχεία κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η υπό μελέτη τοπολογία του μετατροπέα αναλύεται θεωρητικά και παραθέτονται εξισώσεις σχεδιασμού για παθητικά και ενεργά στοιχεία. Το σύστημα μοντελοποιείται και προσομοιώνεται στο MATLAB/Simulink υπό διάφορα σενάρια λειτουργίας. Σχεδιάζεται πλήρες κύκλωμα και διάταξη PCB, ενώ ακολουθεί και κατασκευή πραγματικής πλακέτας η οποία υποβάλλεται σε εργαστηριακές δοκιμές. Τα πειραματικά αποτελέσματα επαληθεύουν την ορθή λειτουργία του μετατροπέα, καταδεικνύοντας ικανοποιητική κατανομή ισχύος μεταξύ των θυρών. Η μετρούμενη απόδοση συγκλίνει με τα αποτελέσματα προσομοίωσης, επιβεβαιώνοντας την καταλληλότητα του προτεινόμενου μετατροπέα για υβριδικά φωτοβολταϊκά ενεργειακά συστήματα.
Abstract
Renewable energy sources play an integral role in modern society, providing energy for residential and industrial applications. However, to achieve high efficiency, the appropriate design of power electronic systems is required to ensure optimal energy transfer from the sources to the loads. In this diploma thesis, the design and construction of a multiport Buck–Boost DC–DC converter with bidirectional power flow are presented, with a focus on the use of photovoltaic systems as the primary energy source. Moreover, an observation algorithm of voltage and current is applied in order to extract the maximum power of the photovoltaic strings during the day. The studied converter topology is theoretically analyzed and design equations for its passive and active components are applied. The system is modelled and simulated in MATLAB/Simulink under various operating scenarios. A complete schematic and Printed Circuit Board (PCB) layout are designed, followed by hardware construction and laboratory testing. The experimental results validate the correct operation of the converter, demonstrating optimal power flow and efficient power sharing among ports. The measured performance shows good agreement with simulation results, confirming the suitability of the studied converter for multi-source photovoltaic energy systems.
