Abstract
In recent years there has been a growing attention towards use of solar energy. The main advantages of photovoltaic (PV) systems employed for harnessing solar energy are lack of greenhouse gas emission, low maintenance costs, fewer limitations with regard to site of installation and absence of mechanical noise arising from moving parts. However, PV systems suffer from relatively low conversion efficiency. Therefore, maximum power point tracking (MPPT) for the solar array is essential in a PV system. The nonlinear behavior of PV systems as well as variations of the maximum power point with solar irradiance level and temperature complicates the tracking of the maximum power point. A variety of MPPT methods have been proposed and implemented. This review paper introduces a classification scheme for MPPT methods based on three categories: offline, online and hybrid methods. This classification, which can provide a convenient reference for future work in PV power generation, is based on the manner in which the control signal is generated and the PV power system behavior as it approaches steady state conditions. Some of the methods from each class are simulated in Matlab/Simulink environment in order to compare their performance. Furthermore, different MPPT methods are discussed in terms of the dynamic response of the PV system to variations in temperature and irradiance, attainable efficiency, and implementation considerations
چکیده
در سال های اخیر توجه فزاینده ای به استفاده از انرژی خورشیدی شده است. مزیت های اصلی سیستم های فتوولتائیک (PV) استفاده شده برای تحت کنترل درآوردن انرژی خورشیدی، منتشر نشدن گازهای گلخانه ای، هزینه نگهداری کم، محدودیت های کم با توجه به محل نصب و نبود نویزهای مکانیکی که از قسمت های محرک ایجاد می شوند، هستند. درهر حال سیستم های PV از بازدهی تبدیل پایین رنج می برند؛ بنابراین ردیابی نقطه ماکزیمم توان (MPPT) برای آرایه های سلول های خورشیدی در یک سیستم PV ضروری است. رفتار غیر خطی سیستم های PV و به همین ترتیب تغییر نقطه ماکزیمم توان با سطح تابش نور و دما، ردیابی ماکزیمم توان را پیچیده می سازد. روش های MPPT متنوعی پیشنهاد داده شده و پیاده سازی شده اند این مقاله مروری، یک طرح طبقه بندی برای روش های MPPT براساس سه دسته بندی زیر ارائه می دهد : روش های آفلاین، آنلاین و هیبرید. این طبقه بندی می تواند یک مرجع قابل اعتماد برای کارهای آینده در زمینه تولید توان PV ایجاد کند و براساس روشی است که درآن هنگامی که سیستم PV به حالت پایدار برسد سیگنال کنترل و رفتار سیستم توان PV تولید می شوند. برخی از روش های هر دسته در محیط سیمولینک متلب شبیه سازی شده اند تا عملکردشان مقایسه شود. علاوه براین روش های MPPT مختلف، پاسخ دینامیک سیستم PV به تغییرات دما و تابش، بازده قابل دسترس و مفروضات پیاده سازی نیز مورد بحث قرار می گیرند.
1-مقدمه
افزایش پیوسته سطح انتشار گازهای گلخانه ای و افزایش قیمت سوخت های فسیلی هدایت کننده های اصلی پشت همه تلاش ها برای استفاده از منابع مختلف انرژی های تجدید پذیر هستند.[1و2] در میان منابع انرژی های تجدیدپذیر موسسه های انرژی خورشیدی برای کاربردهای متنوع انتخاب مناسبی هستند و دلیل اصلی اش این است که می توان این شکل از انرژی را به صورت مستقیم با استفاده از سیستم های PV به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. علیرغم این ها استفاده از سیستم های PV بعنوان یک منبع انرژی، نیازمند مقداری سرمایه گذاری است. برای کاهش هزینه کلی سیستم های فتوولتائیک، برای طراحی بهینه این سیستم ها استخراج بیشینه توان حیاتی است. در نقطه بهره برداری مناسب برای یک سلول خورشیدی، با فرض یک بازده داده شده، بیشینه توان خروجی به شدت تابش، دمای محیط و امپدانس بار بستگی دارد. یک نقطه توان بهره برداری وجود دارد که دستیابی به بیشینه توان را ممکن می سازد ردیابی این نقطه با تغییرات شدت تابش و دما برای اطمینان از بهره برداری موثر سلول های خورشیدی ضروری است...