طراحی یک روش بهبود یافته جهت دنبال کردن توان بیشینه در سیستم های فتوولتائیک

چالش اصلی در یک سیستم انرژی خورشیدی کاهش هزینه نهایی انرژی تولیدی می باشد که از طریق دستیابی به فناوری ساخت ارزان قیمت سلول ها، افزایش بازده سلول ها و مدارهای توازن سیستم و کاهش قیمت اجزای توازن سیستم امکان پذیر می باشد. پیشرفت علم مواد در راستای کاهش هزینه های تولید نقش قابل ملاحظه ای داشته است و هزینه به ازای هر وات تولید انرژی فتوولتائیک در سال های اخیر به کمتر از یک دهم هزینه تمام شده در سال 1980 میلادی کاهش یافته است و همچنین ماژول های در سطح ابعاد کوچکتر و ظرفیت تولید توان بالاتر هر سال به بازار عرضه می شوند. مشکل استفاده از سلول های فتوولتائیک مشخصه های ولتاژ و جریان سلول های خورشیدی است که به صورت غیر خطی و به گونه ای است که سلول به ازای یک شدت تابش نور ثابت، حداکثر توان الکتریکی را فقط در یک نقطه کار مشخص تأمین می کند که این نقطه متناسب با تغییر شدت نور تغییر می کند. بنابراین با استفاده از مدارهای الکترونیک قدرت در بخش توازن توان سیستم باید نقطه کار عملکرد سیستم برای جذب حداکثر توان تولیدی ممکن تنظیم گردد در غیر این صورت تلفات توان و کاهش بازده سلول را خواهیم داشت. برای این منظور از دنبال کننده توان بیشینه در سیستم استفاده می شود. برای دنبال کردن توان بیشینه در سلول های فتوولتائیک روش های متنوعی ابداع و استفاده شده اند. از جمله این روش-ها می توان روش های اغتشاش و مشاهده، هدایت افزایشی، ولتاژ مدار باز جزئی، جریان اتصال کوتاه جزئی، ظرفیت خازن پارازیتی، کنترل وابسته به ریپل و جاروب جریان را نام برد. معمول ترین روشی که تا کنون مورد استفاده قرار گرفته است روش هدایت افزایشی بوده است. دلیل استفاده بیشتر از روش هدایت افزایشی مزیت هایی است که این روش نسبت به سایر روش های موجود دارد، اما این روش به دلیل استفاده از گام ثابت معایبی نیز دارد. در این پایان نامه یک روش بهینه در دنبال کردن حداکثر توان سلول های فتوولتائیک، جهت کاهش تلفات توان و دستیابی به بازده بالاتر در سیستم های فتوولتائیک معرفی می شود. برای این منظور با استفاده از یک روش تطبیقی، گام مورد استفاده در روش هدایت افزایشی به صورت یک گام وفقی می شود که با توجه به میزان فاصله ای که از نقطه توان بیشینه دارد، متغیر خواهد بود و برای تنظیم ولتاژ ترمینال خروجی آرایه فتوولتائیک، از کنترل کننده هوشمند عاطفی استفاده می گردد و به این ترتیب معایب روش هدایت افزایشی در دنبال کردن توان بهینه برطرف می گردد. با مقایسه نتایج شبیه سازی روش هدایت افزایشی کلاسیک و روش اصلاح شده صحت عملکرد روش ارائه شده مورد ارزیابی قرار گرفت.