مبدل DC به DC افزاینده با راندمان بالا
ولتاژ خروجی آرایه های PV با ساختار اتصال سری – موازی نسبتاً پایین است، بنابراین
به مبدل های DC به DC افزاینده با بهره و راندمان بالا نیاز است تا ولتاژ پایین
آرایههای PV را به ولتاژ بالایی همچون 380 ولت برای مبدل های تمام پل یا 760 ولت
برای مبدل های نیم پل در سیستم های شبکه220 ولت تبدیل کند.مبدلهای بوست
مرسوم، به دلیل ساختار مداری ساده به طور وسیعی در کاربردهای انرژی تجدیدپذیر
بکار گرفته میشوند. در شکل13 -1یک مبدل بوست تک فاز و تک سوئیچ نشان داده
شده است.در این طرح یک مبدل DC به DC با قابلیت بالا معرفی شده و نهایتا پیاده
سازی می شود
در ادامه گزارش، در فصل دوم با معرفی انواع روشهای مختلف MPPT، مزایا و معایب
آنها بررسی میشود. در فصل سوم به طراحی یک سیستم PV با کنترل منطق فازی
پرداخته و آنرا با روش P&O مقایسه میکنیم. در فصل چهارم یک مبدل DC به DC
معرفی و پیاده سازی شده و در فصل پنجم به معرفی لامپهای خورشیدی می پردازیم و
در فصل ششم با نتیجه گیری انجام شده به جمع بندی تحقیق میپردازیم.
دسته بندی و بررسی روشهای MPPT
درسالهای اخیرتعداد زیادی ازالگوریتمهای MPPT پیشنهادشده اند که تفاوت آنها در
هزینه و پیچیدگی، سنسورهای مورد نیاز، سرعت همگرایی، رنج اثر بخشی و اجرای سخت
افزاری آنها میباشد. در ابتدا به معرفی روشهای مختلف MPPT پرداخته و مزایا و
معایب آنها بررسی می شود. این نتایج مربوط به مقالات چاپ شده در مجلات معتبر
علمی و کنفرانسهای بینالمللی است .
روش(Perturb & Observe (P&O و Hill Climbing
روشهای (Perturb & Observe (P&O و Hill Climbing از روشهای معمول
MPPT میباشند که بدلیل ساختار ساده تمرکز زیادی بر روی آنها شده است. اساس
کار روش Hill Climbing ایجاد آشفتگی در سیکل کاری مبدل است که باعث آشفتگی
در ولتاژ و جریان می شود . در روش P&O با ایجاد آشفتگی در ولتاژ عملکرد آرایه
باعث افزایش یا کاهش توان خروجی شده که با نگهداشتن یا معکوس کردن آشفتگی
بعدی به نقطه MPPT نزدیک می شود [. 3،4 ]
الگوریتم P&O به علت سهولت در پیادهسازی بطور گسترده در سیستمهای PV
استفاده میشود در این روش با تغییر دورهکاربه طور پریودیک نقطه کار پانل را تغییر
داده و توان تولیدی توسط پانل را در شرایط جدید بدست میآورد. سپس با مقایسه
مقدار جدید توان خروجی پانل با مقدار قبلی آن، نسبت به انتخاب دورهکارمناسب برای
داشتن حداکثر توان اقدام میکند. روش P&O را میتوان به دو صورت دو نقطه ای و
سه نقطهای پیاده سازی نمود [. 5،6 ]
روش مقایسه دو نقطه ای
مطابق فلوچارت شکل1 -2 در این روش در هر بار تکرار حلقه اصلی برنامه، مقدار توان
(Pnew) محاسبه میشود سپس این مقدار با توان در سیکل قبلی (Pold) مقایسه
میشود. اگر (Pnew>Pold) باشد، به معنی مثبت بودن تغییر اعمال شده دردورهکارطی
مرحله قبل است لذا در این مرحله نیز دورهکارباید در همان جهت افزایش یا کاهش
یابد. اما اگر (Pnew<Pold) باشد، دورهکارباید در جهت خلاف مرحله قبل، افزایش یا
کاهش یابد .
روش مقایسه سه نقطه ای
در این الگوریتم، سه نقطه بر روی منحنی ولتاژ – توان با هم مقایسه میشوند. این سه
نقطه عبارتند از A ( نقطه کار قبلی) نقطه B ( نقطهای که با افزایش دورهکاربه میزان
یک واحد حاصل شده است) و نقطه C ( نقطهای که با کاهش یک واحدی دورهکارحاصل
شده است). مصابق شکل2 -2 برای مقادیر بدست آمده توان در سه نقطه فوق، 9
وضعیت متفاوت وجود دارد. بر مبنای وضعیت موجود متغیر M مقداردهی میشود. اگر
توان نقطه B بیشتر یا برابر نقطه A شود یک واحد به M افزوده میشود در غیر
اینصورت M یک واحد کاهش مییابد. همچنین اگر توان نقطه C از توان نقطه A
کوچکتر باشد مجددا یک واحد به M افزوده شده در غیر اینصورت M یک واحد کاهش
مییابد [. 8 ]
اگر مقدار M برابر دو شود، نقطه B به عنوان نقطه کار در سیکل بعد انتخاب میگردد
اما اگر مقدار M برابر منفی دو شود، نقطه C به عنوان نقطه کار در سیکل بعد انتخاب
میشود. در سایر حالات (M برابر صفر، یک یا منفی یک) سیستم یا به نقطه ماکزیمم
توان رسیده است و یا تابش بر سلولهای خورشیدی بصورت ناگهانی تغییر کرده است
و لزومی به تغییر دورهکارنمیباشد لذا نقطه کار همان نقطه A باقی میماند.شکل3 -2
فلوچارت الگوریتم فوق را نشان میدهد.
در روش P&O اگر اندازه اغتشاش بزرگ باشد حول نقطه MPP نوسان میکند و اگر
اندازه اغتشاش کوچک باشد ردیابی MPP کند میشود. برای حل این مشکل از
الگوریتم دو مرحلهای استفاده کرده به صورتی که در مرحله اول ردیابی سریع انجام
شده و در مرحله دوم پالایش ردیابی انجام میشود.[4 ]
مزایای این دو روش هزینه پایین و اجرای آسان، الگوریتم کنترلی نسبتا ساده و ردیابی
مناسب MPP و عیب آنها عدم ردیابی MPP تحت تغیرات سریع دما و تابش خورشید
است که باعث تلفات انرژی میشود
برای اطمینان از ردیابی MPP تحت تغیرات ناگهانی تابش در این روش از الگوریتم
P&O با مقایسه سه نقطه استفاده میکنیم. به این صورت که نقطه توان واقعی را با
دو نقطه قبلی مقایسه میکند قبل از اینکه علامت اغتشاش جدید را ایجاد کند [. 8 ]
در مقاله های [9،10 ] با افزایش و بهینه کردن نرخ نمونه برداری و در مقاله [11 ] با
تخمین جریان آرایه از ولتاژ نیاز به سنسور جریان را از بین برده و باعث بهبود کارایی و
کاهش هزینه شده است .
لظفا مراجع را قرار دهید. ترجمه مناسب نیست
چشم