Egyptští vědci vyvinuli víceřetězcový fotovoltaický systém se strategií řízení měniče, který dosahuje 99,81 % účinnosti s přímým pracovním cyklem pro sledování maximálního výkonu (MPPT).
Výzkumníci z egyptské South Valley University vyvinuli novou kontrolní strategii, jak se vypořádat s částečným zastíněním ve fotovoltaických systémech. Nový přístup využívá víceřetězcový fotovoltaický systém se strategií řízení měniče. Ten využívá přímý pracovní cyklus ke sledování bodu maximálního výkonu (MPP) ve stínu.
„Tato studie navrhuje rekonfiguraci fotovoltaického systému, aby se potlačil negativní dopad částečného zastínění na výkon fotovoltaického systému rozdělením fotovoltaického systému do více paralelních řetězců,“ vysvětlili vědci. ,,V této práci navrhovaný systém obsahuje čtyři struny, přičemž každá struna obsahuje tři paralelní podstruny.“
Navrhovaný přístup sledování bodu více maximálního výkonu (MMPPT) zahrnuje připojení každého řetězce k DC-DC konvertoru. Čímž se optimalizuje odběr energie z jednotlivých řetězců FV solárních panelů. Tím se liší od testovaného uspořádání single-MPPT (SMPPT) ve FV systému, kde je jeden konvertor připojen k paralelním řetězcům solárních panelů.
Přístup MMPPT využívá přímou strategii řízení pracovního cyklu k nalezení pracovních cyklů požadovaných měničů. Poté pomocí přímého řízení pracovního cyklu (DDCC) přizpůsobí pracovní cyklus DC-DC měniče vypočteným výsledkům a reguluje vyrobený výkon.
Výpočet požadovaného pracovního cyklu zahrnuje použití stávajících senzorů FV systému k odhadu záření odvozeného ze změn proudu a napětí FV článku.
Přímý pracovní cyklus ke sledování bodu maximálního výkonu (MPPT)
„Navrhovaná technika minimalizuje celkové náklady na systém snížením počtu požadovaných senzorů využitím strategie odhadu radiace,“ uvedli vědci. „Technika DDCC zvyšuje celkovou efektivitu systému odstraněním oscilací v ustáleném stavu, zjednodušením hardwaru a snadnou implementací. Kromě toho má DDCC rychlost rychlého sledování pro extrakci globálního bodu maximálního výkonu (GMPPT) během podmínek částečného zastínění.“
Výzkumníci prezentovali výsledky srovnání mezi MMPPT a SMPPT systémem v „Zkoumání jednoduchých a více MPPT struktur solárního FV systému za podmínek částečného zastínění s ohledem na přímý regulátor pracovního cyklu“. Ten se nedávno publikoval ve vědeckých zprávách. Systémy byly simulovány v softwaru MATLAB/SIMULINK ve třech odstínech.
Všechny čtyři FV řetězce se vystavily rovnoměrnému ozáření 1 000 W/m2 v prvním stínícím vzoru. Ve druhém vzoru však první dva řetězce měly konstantní profil ozáření 1 000 W/m2. Zatímco další dva měly rovnoměrný profil ozáření 1 000 W/m2 po dobu půl sekundy a poté se snížily na 500 W/m2 na další půl vteřiny.
Ve třetím vzoru byly první dvě struny opět pod jednotným profilem ozáření 1 000 W/m2. Zatímco zbývající dvě začínaly s 1 000 W/m2 po dobu 0,3 sekundy, změnily se na 500 W/m2 na další 0,3 sekundy a snížily se na 250 w/m2 po dobu 0,4 sekundy.
„Za těchto podmínek se zjistila průměrná účinnost systému SMPPT 98,98 %, zatímco systém MMPPT dosahuje účinnosti 99,81 %. Tato zjištění potvrzují navrhovaný přístup,“ uzavřeli vědci. „V konfiguraci MMPPT se použil skutečný datový soubor o radiaci z Benbanu, umístění v jižním Egyptě. Výsledky ukazují, že navrhovaný řídicí systém zvyšuje celkovou efektivitu systému a zároveň snižuje náklady na instalaci.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
