انجام پروژه ردیابی حداکثر توان MPPT به روش اغتشاش و مشاهده perturb and observe در آرایه خورشیدی

انجام پروژه ردیابی حداکثر توان MPPT به روش اغتشاش و مشاهده perturb and observe در آرایه خورشیدی

در این بخش پروژه ردیابی حداکثر توان MPPT در یک آرایه خورشیدی (فتوولتاییک یا PV) به روش اغتشاش و مشاهده (perturb and observe) با نرم افزار سیمولینک متلب شبیه سازی شده است. 

امروزه انرژی خورشیدی در بسیاری از کشورها بعنوان یک گزینه انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده گسترده قرار می‌گیرد. از مهمترین مزایای استفاده از انرژی خورشیدی می‌توان به کاهش استفاده از منابع فسیلی و در نتیجه کاهش آلودگی‌های زیست محیطی اشاره کرد. مهمترین عامل بازدارنده در گسترش استفاده از انرژی خورشیدی، بازده پایین و قیمت بالای پنل‌های خورشیدی در مقایسه با سایر منابع تولید انرژی، و همچنین وابستگی آن به شرایط محیطی از قبیل تابش خورشید و دما می‌باشد. به منظور اقتصادی‌تر شدن استفاده از آرایه‌های خورشیدی، پیشرفت‌های گسترده‌ای بخصوص در زمینه تکنولوژی‌های دیجیتال و مبدل‌های الکترونیک قدرت انجام شده است. این پیشرفت‌ها منجر به کاهش قیمت تمام شده پنل خورشیدی و افزایش بازده آن شده است. 

یکی از پیشرفت‌های مهم در زمینه افزایش بازده آرایه‌های خورشیدی، استفاده از تکنیک‌های ردیابی حداکثر توان یا MPPT در آن‌ها می‌باشد. منحنی توان-ولتاژ و جریان ولتاژ یک سلول خورشیدی در شکل زیر مشاهده می‌شود. مشاهده می‌شود که به ازای یک سطح ولتاژ خاص، توان تولید شده توسط آرایه خورشیدی ماکزیمم می‌شود. در واقع هدف اصلی ردیابی حداکثر توان یا MPPT نیز رسیدن به همین نقطه کار می‌باشد تا ماکزیمم توان ممکن توسط آرایه خورشیدی تولید شود.

 منحنی توان ولتاژ PV

روش ردیابی حداکثر توان اغتشاش و مشاهده perturb and observe به دلیل پیچیده نبودن و سادگی پیاده سازی، پرکاربردترین روش ردیابی حداکثر توان در پنل‌های فتوولتاییک می‌باشد. معمولا از دو روش برای ردیابی حداکثر توان اغتشاش و مشاهده استفاده می‌شود. روش اول اغتشاش ولتاژ مرجع است که در آن ولتاژ مرجع PV به عنوان پارامتر کنترلی در نظر گرفته می‌شود و روش دوم اغتشاش مستقیم duty cycle است که در آن کلیدزنی مبدل MPPT به عنوان پارامتر کنترلی در نظر گرفته شده است. فلوچارت روش ردیابی حداکثر توان اغتشاش و مشاهده perturb and observe در شکل زیر نشان داده شده است.

ردیابی حداکثر توان mppt

در این الگوریتم در هر لحظه از ولتاژ و جریان PV نمونه برداری می‌شود و توان لحظه‌ای محاسبه می‌گردد. در هر بازه زمانی اگر حاصلضرب تغییرات توان در تغییرات ولتاژ مثبت باشد نشان‌دهنده این است که نقطه کار در منحنی دارد به سمت نقطه ماکزیمم توان جابجا می‌شود. در نتیجه کنترل کننده بگونه‌ای عمل می‌کند تا زمان هدایت کلید یا duty cycle افزایش یافته و نقطه کار همچنان در همان جهت قبلی جابجا شود و به نقطه ماکزیمم توان نزدیک گردد. اگر حاصلضرب تغییرات توان در تغییرات ولتاژ منفی باشد یعنی نقطه کار دارد از ماکزیمم توان دور می‌شود. برای جبران این امر کنترل کننده زمان هدایت کلید در مبدل dc/dc را کاهش می‌دهد تا جهت حرکت نقطه کار تغییر کرده و به سمت نقطه ماکزیمم توان برگردد.

سیستم کلی آرایه خورشیدی به همراه ردیابی حداکثر توان MPPT به روش اغتشاش و مشاهده و مبدل بوست بصورت شکل زیر در محیط سیمولینک متلب شبیه سازی شده است. 

شبیه سازی PV و mppt با متلب

بلوک شبیه سازی ردیابی حداکثر توان mppt به روش اغتشاش و مشاهده در شکل زیر نشان داده شده است.

اغتشاش و مشاهده mppt

برای بررسی عملکرد mppt، سه سطح تابش 800، 1000 و 600 را مطابق شکل زیر به PV اعمال می‌کنیم.

پس از اعمال این سطح تابش، توان آرایه خورشیدی مطابق شکل زیر بدست می‌آید. مشاهده می‌شود که پیگیری توان توسط آرایه خورشیدی به درستی صورت گرفته است.

جهت سفارش انجام پروژه دانشجویی و پایان‌نامه در زمینه مدلسازی و شبیه سازی سیستم فتوولتاییک PV و همچنین ردیابی حداکثر توان mppt به روش‌های مختلف با ما تماس بگیرید.

voltamoshaver@gmail.com

09374305423


مطالب مرتبط...

هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...

ابزار وبمستر

ابزار وبمستر