a fast and accurate global maximum power point tracking method for solar strings under partial shading conditions

This paper presents a model-based approach for the global maximum power point (gmpp) tracking of solar strings under partial shading conditions. in the proposed method, the gmpp voltage is estimated without any need to solve numerically the implicit and nonlinear equations of the photovoltaic (pv) string model. in contrast to the existing methods in which first the locations of all the local peaks on the p-v curve are estimated and next the place of the gmpp is selected among them, the suggested method estimates directly the gmpp without any need for the evaluation of the other local peaks. the obtained gmpp voltage is then given as a reference value to the input voltage controller of a dc-dc boost converter to regulate the output voltage of the solar string at the gmpp voltage in various irradiation conditions. furthermore, the values of the temperature and irradiation level of each pv module within the pv string are estimated, and therefore, the proposed method does not need to thermometers and pyranometers. this makes it as a reliable and low-cost gmpp tracking method. the theoretical aspects on which the proposed gmpp algorithm is established are also discussed. the comparison of the numerical results of the suggested gmpp tracking scheme with the existing methods at different environmental conditions shows the satisfactory operation of the proposed technique from the speed and accuracy point of views.

یک روش سریع و دقیق ردیابی حداکثر توان سرتاسری برای رشته های فتوولتاییک تحت شرایط سایه جزیی

این مقاله به ارایه یک روش مبتنی بر مدل برای ردیابی نقطه حداکثر توان برای رشته های فتوولتاییک تحت شرایط سایه جزیی می پردازد. در روش پیشنهادی ولتاژ نقطه پیک سرتاسری بدون نیاز به حل عددی معادلات غیر خطی و ضمنی مدل ریاضی رشته فتوولتاییک محاسبه می شود. بر خلاف روشهای مبتنی بر مدل موجود که در آن ابتدا موقعیت کلیه پیکهای محلی بر روی منحنی توانولتاژ تخمین زده شده و سپس موقعیت نقطه پیک سرتاسری از مقایسه این پیکهای محلی به دست می آید، در روش پیشنهادی موقعیت نقطه پیک سرتاسری مستقیما و بدون نیاز به ارزیابی و مقایسه جداگانه پیکهای محلی به دست می آید. ولتاژ نقطه پیک سرتاسری به دست آمده به عنوان یک مقدار مرجع در اختیار کنترل کننده ولتاژ ورودی مبدل بوست قرار می گیرد تا ولتاژ خروجی رشته فتوولتاییک را در مقدار ولتاژ مرجع محاسبه شده تنظیم نماید. مضاف براین، در روش پیشنهادی مقادیر مربوط به تابش و دمای ماژولهای فتوولتاییک از روی ولتاژ و جریان ماژولها تخمین زده شده و دیگر نیازی به سنسورهای دما و تابش نیست. همین عامل باعث می شود تا روش پیشنهادی به عنوان یک روش با قابلیت اطمینان بالا و کم هزینه مطرح گردد. در این مقاله مبانی نظری که بر مبنای آن روش پیشنهادی بنیان نهاده شده نیز مورد بحث قرار می گیرد. مطالعه روش ردیابی حداکثر توان سرتاسری پیشنهادی با سایر روشهای موجود تحت شرایط مختلف تابش و دما نشانگر عملکرد رضایت بخش روش پیشنهادی از لحاظ سرعت و دقت پاسخ دهی است.