Дослідження ефективності пошукового алгоритму відбору максимальної потужності сонячних панелей підвищувальним DC-DC перетворювачем

Abstract

UA: Наведено результати дослідження ефективності пошукового алгоритму відбору максимальної потужності від сонячних панелей підвищувальним імпульсним напівпровідниковим перетворювачем в умовах динамічної зміни освітленості. Проведено аналіз математичної моделі сонячних панелей, що визначає вольт-амперні характеристики та характеристики потужності сонячної панелі у функції її напруги. Розроблено пошуковий алгоритм визначення режиму роботи напівпровідникового перетворювача, який забезпечує режим відбору максимальної потужності від сонячних панелей. Цей алгоритм може бути застосований для різних типів перетворювачів, у яких значення вхідного струму залежить від коефіцієнта заповнення широтно-імпульсної модуляції. У програмному середовищі Matlab розроблено відповідну імітаційну модель підвищувального DC-DC перетворювача, що відбирає потужності сонячних панелей за різних рівнів сонячної радіації, за допомогою якої визначено ефективність розробленого алгоритму. У ході моделювання визначено, що розроблений алгоритм забезпечує досить високу ефективність відбору потужності сонячних панелей, що порівняно з описаними алгоритмами є досить високим показником. Визначено, що динамічні властивості напівпровідникового перетворювача, що відбирає потужність від сонячних панелей, безпосередньо впливає на час переходу в режим відбору максимальної потужності. Під час першого ввімкнення вихід на точку максимальної потужності складає близько 1,2 с, у подальшій роботі перехід відбувається практично миттєво за час, що відповідає сталій часу перетворювача. З урахуванням того, що процеси зміни рівня сонячного освітлення займають хвилини, цей час є прийнятним.

EN: The results of the study of the effectiveness of the search algorithm for selecting the maximum power from solar panels by a step-up pulse semiconductor converter in the conditions of dynamic changesin illumination are presented. An analysis of the mathematical model of solar panels was carried out, which determines the volt-ampere characteristics and power characteristics of the solar panel as a function of its voltage. A search algorithm for determining the mode of operation of the semiconductor converter, which ensures the mode of maximum power selection from solar panels, has been developed. This algorithm can be applied to various types of converters, in which the value of the input current depends on the filling factor of pulse-width modulation. In the Matlab software, a corresponding simulation model of the DC-DC boost converter, which selects the power of solar panels at different levels of solar radiation, was developed, with the help of which the efficiency of the developed algorithm was determined. In the course of the simulation, it was determined that the developed algorithm provides a fairly high efficiency of solar panel power extraction, which is a fairly high indicator compared to the described algorithms. It was determined that the dynamic properties of the semiconductor converter, which takes power from solar panels, directly affects the time of transition to the mode of taking maximum power. During the first switch-on, the output to the point of maximum power is about 1.2 seconds, in further operation, the transition occurs almost instantaneously for a time that corresponds to the time constant of the converter. Given that the processes of changing the level of sunlight take minutes, this time is acceptable.