دانلود شبیه سازی مقاله ردیابی نقطه توان بیشینه برای فتوولتائیک با رسانایی افزایشی

MPPT با روش رسانایی افزایشی

یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر بالقوه که جایگزینی برای انرژی فسیلی حاصل می کند، انرژی خورشیدی است. فتوولتائیک برای سرمایه گذاری بر انرژی خورشیدی لازم است و تعدادی مزیت، مانند سازگار با محیط زیست بودن و هزینه تعمیر و نگهداری کم، دارد. معایب اصلی PV، نیاز به هزینه نصب زیاد و بازده کم (کمتر از 20%) آن می باشند. برای بهبود بازده، یک PV باید در نقطه حداکثر توان کار کند که این نقطه همیشه براساس تابش خورشید و دما، تغییر می کند. تغییر دما و تابش، نقطه حداکثر توان را جابجا می کند و بازده PV ها را کاهش می دهد. «ردیابی نقطه حداکثر توان» (MPTT)، معمولاً بوسیله یک مدار الکترونیک قدرت، که یک رابط بین PV و بار فراهم می کند، پیاده سازی می شود. تعدادی پژوهش، برای بهینه سازی PV با استفاده از تعدادی روش، انجام شدند، روش هایی مانند: کنترل ولتاژ ثابت، «آشفتگی بیانداز و مشاهده کن»، کندوکتانس صعودی، منطق فازی و شبکه عصبی را می توان نام برد. کنترل ولتاژ ثابت، روشی ساده است و برای کاربرد چراغ راهنما، پیاده سازی شده است. روش های «آشفتگی بیانداز و مشاهده کن» که همچنین به روش های آشفتگی مشهور هستند، کاربرد گسترده ای بخاطر پیاده سازی آسانشان دارند. یکی از معایب این روش، آن است که آشفتگی آن همراه با توان افزایش می یابد و بعد از اینکه توان PV به پیک یا حداکثر می رسد، توان کاهش می یابد و آشفتگی بیشتر می شود. عیب دیگر این روش، ایجاد نوسان در ناحیه حداکثر نقطه توان است و برای پیاده سازی در محیطی که تغییرات سریع دما و تابش خورشیدی دارد، مناسب نیست. جایگزین دیگر روش های MPPT، کنترل فازی و شبکه عصبی می باشند. کنترل فازی برای کنترل مبدل بوست در یک خودروی الکتریکی که بوسیله انرژی خورشیدی تامین برق شده است، استفاده شده اند. کنترل فازی و شبکه عصبی، بخاطر پیچیدگی فرآیند طراحی قوانین فازی، تنزل پیدا می کنند و همچنین به فرآیند یادگیری وابسته هستند. از جمله این روش ها، «کندوکتانس صعودی» (IC)، عملکرد بهتر، زمان ردیابی کمتر و عدم نوسان را ارائه می دهد. برای پیاده سازی MPPT، یک مبدل DC-DC لازم است. این مبدل DC-DC، حداکثر توان را از ماژول PV به بار تحویل می دهد که این کار را از طریق تنظیم سیکل وظیفه انجام می دهد و قادر به توزیع حداکثر توان است هنگامی که بار تغییر پیدا می کند. تعدادی توپولوژی مبدل DC-DC مشترک برای پیاده سازی MPPT، عبارتند از مبدل باک، مبدل بوست، مبدل کاک (Cuk)، مبدل تمام پل و مبدل باک-بوست. عملکرد روش IC نسبت به روش PO برتر می شود هنگامی که در مبدل باک یا بوست، پیاده سازی شود. پژوهش دیگری نشان داده است که با پیاده سازی روش IC بروی مبدل کاک نیز قادر هستیم نقطه حداکثر توان را پیدا کنیم و عملکرد بالایی در تعدادی از شرایط آب و هوایی مختلف دارد.

هدف این پروژه، تحلیل پیاده سازی MPPT برروی مبدل باک-بوست با استفاده از روش کندوکتانس صعودی است. عملکرد آن با الگوریتم P&O مقایسه می شود. سیستم PV، MPPT و مبدل باک-بوست برروی متلب/سیمولینک، شبیه سازی شدند. نتایج شبیه سازی، نشان دادند که روش IC عملکرد بهتری در مقایسه با روش P&O دارد. همچنین این روش با موفقیت نوسانات حوالی نقطه MPP را سرکوب کرد، اما عیب آن، سرعت ردیابی کمتر است. زمان ردیابی را می توان با تنظیم گام افزایشی/کاهشی سیکل وظیفه، بهبود بخشید. همچنین، گام افزایشی/کاهشی را می توان به صورت وفقی تغییر داد تا به پاسخ زمانی بهتری دست یافته شود.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه تصویری از محیط شبیه سازی قرار داده شده است:

در ادامه، شکل موج های خروجی مربوط به شبیه سازی قرار داده شده است: