光伏系统的MPPT,位于拉塔基亚省 - 叙利亚,采用遗传算法GydF4y2Ba

Hassan KenjrawyGydF4y2Ba1GydF4y2Ba,卡洛MakdisieGydF4y2Ba1GydF4y2Ba,issam housamo.GydF4y2Ba1GydF4y2Ba和哈桑Haes AlhelouGydF4y2Ba1,2,3GydF4y2Ba*GydF4y2Ba

1GydF4y2BaTishreen University电力工程系,叙利亚2230朗克岛。GydF4y2Ba

通讯作者邮箱:GydF4y2Bah.haesalhelou@gmail.com.GydF4y2Ba


DOI:GydF4y2Bahttp://dx.doi.org/10.12944/cwe.14.1.16GydF4y2Ba

由于可再生资源的可持续性和低运营成本,现代电力系统近来越来越多地使用可再生资源。光伏(PV)系统似乎是一个很好的解决方案,因为它可以在当地建立和运行。然而,这些系统的最大输出功率通常是通过使用最大太阳和功率点(MPP)跟踪技术来实现的。本文提出了一种新的基于遗传算法(GA)的方法来获取叙利亚拉塔基亚省实际光伏系统的最大输出功率。基于这种技术,位于拉塔基亚的太阳能电池板的方位角和仰角首先被确定,以跟踪全年中每天太阳的最大辐射。在此基础上,开发了一种基于遗传算法的技术来跟踪全年最大辐射对应的最大功率点。MATLAB环境下的仿真结果验证了基于遗传算法的光伏发电系统最大发电量获取方法的有效性。研究结果可作为光伏控制系统设计的数据库参考。GydF4y2Ba

遗传算法;最大功率点跟踪;光伏系统;太阳跟踪GydF4y2Ba

复制以下内容以引用本文:GydF4y2Ba

Kenjrawy H,Makdisie C,Housamo I,Alhelou H. H. H. H. MPPT为Latakia省 - 叙利亚,通过遗传算法。Curr World Environ 2019; 14(1)。DOI:GydF4y2Bahttp://dx.doi.org/10.12944/cwe.14.1.16GydF4y2Ba

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Kenjrawy H,Makdisie C,Housamo I,Alhelou H. H. H. H. MPPT为Latakia省 - 叙利亚,通过遗传算法。Curr World Environ 2019; 14(1)。可从:GydF4y2Bahttps://bit.ly/2h3wvkd.GydF4y2Ba


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文章出版历史GydF4y2Ba

已收到:GydF4y2Ba 2019-02-24GydF4y2Ba
公认:GydF4y2Ba 2019-04-27GydF4y2Ba
审核:GydF4y2Ba orcid.“></a><a href=orcid.“英石yle=Kamrul伊斯兰教GydF4y2Ba
第二次审查:GydF4y2Ba orcid.“></a><a href=orcid.“英石yle=Manoj KumarGydF4y2Ba
最终批准:GydF4y2Ba umeshkulshrestha博士GydF4y2Ba

介绍GydF4y2Ba

可再生能源不仅是一种清洁、环境友好的替代能源,而且是一种真正的需求,特别是在大规模危机期间,因为它有可能在当地控制和运行。GydF4y2Ba

在其他可再生能源和新能源中,光伏(PV)系统可以被认为是叙利亚最可利用的可再生能源。然而,由于光伏系统组件特性的非线性,最大采集能量并不是固定的,而是根据多个因素而变化的,如太阳辐射的入射(GydF4y2Ba
太阳能板的静态放置限制了它们暴露在阳光下的面积GydF4y2Ba),温度,负载条件,DC / DC转换器输出电压和天气状况。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba因此,为了在不同的操作条件下最大化光伏系统的能量提取,需要跟踪系统以追踪与太阳辐射相对于太阳辐射的太阳辐射(太阳能跟踪)和最大能点(MPPT)跟踪。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba

对文献的彻底审查揭示了太阳跟踪,MPPT跟踪的几种方法(技术)和GydF4y2Ba
两者组合GydF4y2Ba在过去的几十年里已经发展起来。GydF4y2Ba

跟踪技术GydF4y2Ba

本文提出了一种基于微处理器的太阳自动跟踪系统GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba控制太阳能电池板的运动跟踪太阳的运动。使用与其连接的两个有限的开关确定两个位置(East和West)中面板的最大角度。通过微处理器分析了到达任一方向上的最大角度位置的状态,并通过微处理器分析该面板的展示不应进一步改变其位置。结果,通过将面板的位置保持在太阳的法线方向上,实现了最大热能。提出了一种新的基于微控制器的太阳能跟踪系统。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba所提出的系统组织起来检查太阳的位置并控制面板的相关运动,以具有太阳能电池板表面上的太阳的最佳辐射。此外,它还可以独立工作以建立地理位置。基于计算机控制器的跟踪系统进行了驱动具有永磁体的直流电动机,以通过将其移动到两个axesin中来最大化PV面板的输出功率。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba为实现面板的最佳位置,设计了具有低成本功能的太阳能跟踪器,并在参考中对实验原型进行了电容。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba这个跟踪器GydF4y2Ba基于PC模糊逻辑控制算法和误差信号。此外,应用了不同类型的控制策略,例如传统的“PID”和升级的“模糊逻辑控制”。通过8051微控制器控制的步进电机和齿轮箱设计和施加了一种跟踪自清洁系统,如图所示。GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba对于太阳跟踪,该技术没有任何传感器或同步的请求GydF4y2Ba.提出了一种新的带有外部光传感器的两轴跟踪系统,以引导面板到太阳的最大位置。GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba所提出的系统通过使用太阳能电池板作为传感器来提高效率。在参考。GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba为了提高光伏板的性能,提出了一种遗传算法(GA)。计算遗传算法的参数,对太阳跟踪系统进行优化。对不同的太阳跟踪轴进行了比较。GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba

通过引入新的控制技术升级了自动的Sun跟踪系统取决于步进活动跟踪器。GydF4y2Ba11.GydF4y2Ba这种技术是由微处理器应用的。设计的系统具有许多先进的保护特性和可靠的抗干扰功能。GydF4y2Ba

用于控制PV面板跟踪系统的闭环技术已经参考。GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba该系统是一个双轴混合类型,作为一个传感器,因此它可以持续跟踪太阳。为了提高太阳能帆板的跟踪效率,在闭环控制回路的基础上增加了一个前馈控制回路。在前馈跟踪目标中,利用太阳的轨迹来控制PV的旋转角度。GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba

对于多块双轴(PV)板,采用太阳跟踪控制方法。GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba光电传感器用于检测本文中的信号和具有两度自由度的跟踪系统的不同型号。使用分布式自适应动态表面(DCS)控制方法。光强度作为跟踪系统的基础以及与模糊逻辑智能方法的比较参考。GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba本文主控制器是Arduino Uno微控制器,并添加了四个光依赖电阻(LDR)传感器,用于感测太阳辐照度的最大入射强度。用于控制和驱动用于PV面板的双轴太阳能跟踪系统的真正电子设备,如图所示,GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba该模型由PC软件应用程序管理,具有用户友好的图形界面,它有能力计算Sun Circadian轨道所以,面板的表面始终垂直于太阳光线。该过程将提高所提取的能量效率。GydF4y2Ba

参考GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba共轭简单的扰动和观察(P&O)MPPT技术,带有光传感器的太阳跟踪器。该提出的跟踪器通过添加支持PV的两级机械主机,在两个轴上提供自由度。参考GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba呈现模糊主动控制器,用于跟踪太阳能电池板双轴太阳的最大功率点。该控制器将帮助面板向太阳定向太阳能电池板。结果,这将提高光伏生成系统的效率。GydF4y2Ba

为了提高光伏电池的性能,在最大MPPPT目标附近引入了双轴太阳跟踪系统。GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba它还提供了一个循序渐进,变速导电算法,以满足动态响应和稳定性的要求。MPPT算法的目的是维护一个在MPPT中工作的光伏系统,而太阳能跟踪技术的目的是跟踪太阳的方位角和仰角,使太阳能电池板垂直于阳光。GydF4y2Ba

综上所述,当光照强度较低时,使用传统的Sensor方法对光伏电站无法提供理想的太阳位置跟踪。同时,快速变化的气候也会导致跟踪系统的故障。GydF4y2Ba

PV系统方法的最大输出功率GydF4y2Ba

为了收获PV系统的最大输出功率,必须开发和利用Sun跟踪机构和最大功率点跟踪器(MPPT)算法。太阳跟踪机构保证太阳能电池板保持跟踪太阳,使太阳照射始终正常到面板表面。虽然MPPT算法确保了与每个照射水平相对应的收获功率最大化。因此,必须基于这些角度和其他参数来确定太阳(太阳位置)的太阳(太阳位置)的阳光(太阳位置),如图1所示,可以轻松地计算太阳能辐照。GydF4y2Ba

图1:PV面板的几何形状GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba


太阳跟踪技术与太阳照射计算GydF4y2Ba

太阳跟踪技术GydF4y2Ba

太阳跟踪是指始终保持太阳能电池板(在任何时间和日期)朝向太阳,以便太阳辐射总是垂直地在板的表面,以收集最大的太阳辐射。保持太阳能板始终朝向太阳,意味着我们必须计算出太阳升起的角度和它的名字(太阳的位置)在一年中的任何特定时间和日期。因此,为了实现对太阳的连续跟踪,使太阳辐射达到最大,我们提出了如下算法:GydF4y2Ba

1.年度365天从1月1日开始,N = 1 = 365号GydF4y2Ba英石GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

2.对于一年中的任何指定的日子和当天的指定时间,我们必须选择日期(作为1到365之间的一个数字)和指定的时间(0-23)。GydF4y2Ba

3.基于日间数,可以从以下等式计算拒绝角度GydF4y2Ba




NGydF4y2Ba:是当天的数量GydF4y2Ba

4.使用以下等式确定太阳时间(全年时间不是恒定的(在一定数量的分钟内增加或减少):GydF4y2Ba



在哪里:GydF4y2Ba

在哪里GydF4y2BaL.GydF4y2Ba英石GydF4y2Ba是太阳时,GydF4y2BaL.GydF4y2BaT.GydF4y2Ba是当地时间吗?GydF4y2BaL.GydF4y2BaS.GydF4y2Ba是参考经度线,GydF4y2BaL.GydF4y2Ba是局部经度线,和GydF4y2BaE.GydF4y2BaT.GydF4y2Ba是时间方程。GydF4y2Ba




D.GydF4y2BaT.GydF4y2Ba :夏季或冬季时间是否会发生变化(增加或减少1小时)。GydF4y2Ba

在以小时和分钟计算出太阳时后,我们把它换算成度。GydF4y2Ba

几分钟内的时间变化,如图2所示。GydF4y2Ba

图2:PV模型电路图GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba

5.用下列公式确定时角:GydF4y2Ba


6.使用以下等式确定高度角度:GydF4y2Ba



7.使用以下等式确定天顶角:GydF4y2Ba



8.用下列公式确定方位角:GydF4y2Ba



9.使用以下等式确定太阳上升角度:GydF4y2Ba



10.使用以下等式确定日期时间小时数:GydF4y2Ba



应用上述算法使我们能够在年度的任何时间和日期确定太阳的位置。因此,我们可以在那个时间和日期向太阳定向太阳能电池板,以收集最大的太阳照射。GydF4y2Ba

在确定太阳位置后,我们可以通过应用以下算法来计算太阳辐照:GydF4y2Ba


太阳照射计算GydF4y2Ba

太阳辐照由三部分组成:GydF4y2Ba
  1. 直接辐射倾斜表面GydF4y2Ba
  2. 被大气散射的散射辐射GydF4y2Ba
  3. 反射辐射由于地球表面反射的辐射GydF4y2Ba

1.使用以下等式的美国加热,冷却和空调工程师(ASHRAE)的美国协会来计算入射的地球表面的直接太阳辐射:GydF4y2Ba



在哪里:GydF4y2Ba

问:GydF4y2Ba 我:太阳辐射和板表面上的垂直线之间是角度。由于板的表面总是朝向太阳,然后GydF4y2Ba 问:GydF4y2Ba 一世GydF4y2Ba = 0和cosGydF4y2Ba 问:GydF4y2Ba 一世GydF4y2Ba = 1GydF4y2Ba

HGydF4y2Ba BN.GydF4y2Ba:太阳辐射是[GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba]GydF4y2Ba

一种GydF4y2Ba :理论太阳辐射是否空气密度为零[GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba]GydF4y2Ba

B.GydF4y2Ba :大气缓解因素GydF4y2Ba

GGydF4y2Ba :太阳的高度角度GydF4y2Ba

改变在GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba和GydF4y2BaB.GydF4y2Ba值取决于太阳和地球之间距离的环形变化以及大气湿度和其他部件的季节变化。GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba和GydF4y2BaB.GydF4y2Ba并且可以从Ashrae表中确定任何指定月份。此外,它们可以使用以下等式在年内的任何给定日期计算:GydF4y2Ba



图3:PV模型的电路图GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba

2.使用以下等式计算由大气散射的扩散辐射:GydF4y2Ba



在哪里:GydF4y2Ba

CGydF4y2Ba:是漫反射(散射)因子GydF4y2Ba

3.地面反射辐射的计算公式如下:GydF4y2Ba




在哪里:GydF4y2Ba

R.GydF4y2Ba GGydF4y2Ba :是地球的反射因子,通常是它的价值GydF4y2Ba

4.太阳总辐照度计算公式如下:GydF4y2Ba




数字GydF4y2Ba4是计算太阳角度和太阳辐射的流程图GydF4y2Ba 在上面的等式中提到GydF4y2Ba
图4:计算太阳角和太阳辐射的流程图GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba

基于遗传算法的MPPTGydF4y2Ba

GA被定义为一种随机研究方法,依赖于自然选择和优化的机制。此外,它通过将作业评估与解决方案之间的随机交换和/或良好组织的信息相结合,实现了最佳的全局层面。与其他优化方法相比,Ga的一个关键特性是非线性空间中的优越性。图(5)说明了大会的流程图GydF4y2Ba .GydF4y2Ba

对于光伏,采用最简单的太阳能电池模型。在这个模型中,太阳能电池的等效电路由一个平行于二极管的电流源组成,如图5所示。对应于电流和光线输出到电池的时刻。电池的I-V特性是由电路中的二极管决定的。GydF4y2Ba17.GydF4y2Ba 该模型包括光电流的温度依赖性GydF4y2Ba一世GydF4y2BaL.GydF4y2Ba 和二极管的饱和电流GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba0.GydF4y2Ba.此外,采用RS电阻系列代替转换电阻。为了达到最佳的曲线匹配,除了二极管质量因数的组合外,还使用了二极管。GydF4y2Ba
图5:PV模型的电路图GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba

在哪里GydF4y2BaGGydF4y2Ba为辐射水平(GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba),GydF4y2BaT.GydF4y2Ba的温度是多少?GydF4y2BaCGydF4y2Ba °GydF4y2Ba ),GydF4y2Ba一世GydF4y2BaL.GydF4y2Ba 为光电流(GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba),GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba 输出电流是输出电流(GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba),GydF4y2Ba 和GydF4y2BaR.GydF4y2BaS.GydF4y2Ba 串联电阻(GydF4y2Ba W.GydF4y2Ba ).GydF4y2Ba

该模型的输出电流(肖克利方程)为:GydF4y2Ba




在哪里GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba0.GydF4y2Ba:是二极管的反向饱和电流,GydF4y2BaK.GydF4y2Ba
:为玻尔兹曼常数GydF4y2Ba 那GydF4y2Ba问:GydF4y2Ba :是电子电荷GydF4y2Ba (库仑),GydF4y2BaT.GydF4y2Ba:温度是温度GydF4y2BaºKGydF4y2Ba, 和GydF4y2BaNGydF4y2Ba:二极管是理想性因子。GydF4y2Ba

GA已应用于本文如下:GydF4y2Ba

图6:实现的GA算法的流程图GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba

步骤I:输入初始化GydF4y2Ba

这包括优化输入(如种群规模、最大生成数、交叉方法和概率、变异方法及其概率、停止准则等)和太阳能电池相关数据。GydF4y2Ba

步骤二:初始人口的产生GydF4y2Ba

为了考虑应优化的变量(太阳能电池的电压和电流),创建了有限长度的随机初始群体。这些中的每一个都串联两个染色体,代表了问题的可行解决方案。GydF4y2Ba

第一染色体包含随机产生的电压的值(0£GydF4y2Ba
V.GydF4y2Ba £GydF4y2Ba V.GydF4y2BaOC.GydF4y2Ba),而第二条染色体包含在范围内随机生成的当前值(0GydF4y2Ba £GydF4y2Ba 一世GydF4y2Ba £GydF4y2Ba 一世GydF4y2BaSC.GydF4y2Ba).在这种情况下,通过重复这些过程来创建初始种群。GydF4y2Ba

第三步:GydF4y2Ba 健身评价GydF4y2Ba

通过确定目标函数的最大值来分析初始产生的每个独立解决方案的适应度。GydF4y2Ba


第四步:GydF4y2Ba 创造一个新一代GydF4y2Ba

通过消除更糟糕的表现较差的人来创建一个新的人口,而选择最高度的成员以将信息传递给下一代。GydF4y2Ba

这包括三个主要过程:选择、交叉和变异。这些过程采用的函数是确定性抽样选择、简单的概率交叉GydF4y2BaP.GydF4y2BaCGydF4y2Ba,带概率的变异操作GydF4y2BaP.GydF4y2BamGydF4y2Ba, 分别。GydF4y2Ba


步骤v:GydF4y2Ba 重复这个过程GydF4y2Ba

重复选择,交叉,突变和评估,直到实现最佳解决方案或达到最佳次数。GydF4y2Ba


步骤vi:GydF4y2Ba 结束过程GydF4y2Ba

停止标准是几代数量。如果实现此数字,请停止过程并打印最佳解决方案。GydF4y2Ba


仿真工具,数据和结果GydF4y2Ba

模拟和数据GydF4y2Ba

建议的MATLAB程序开发为计算光伏板的太阳的高度角度,方位角比,太阳照射计算和基于GA的最大功率点计算,然后在本研究中以后将用于分析目的。.GydF4y2Ba

为了确认所提出的方法的有效性和性能,在SPK200GT太阳能电池板上测试了先进的算法。该太阳能电池板的数据是从参考中获取的。GydF4y2Ba22.GydF4y2Ba取温度为25°GydF4y2Ba
C。GydF4y2Ba

仿真是在奔腾IV、2.66 GHz和1GB RAM计算机上进行的。所实现的GA算法的初始参数值如表1所示。GydF4y2Ba

表1:GA初始参数值GydF4y2Ba

GA参数值GydF4y2Ba

参数数量GydF4y2Ba

2GydF4y2Ba

每个独立解决方案的长度GydF4y2Ba

3.GydF4y2Ba

一代尺寸的解决方案GydF4y2Ba

30.GydF4y2Ba

最重要的一代GydF4y2BaGGydF4y2Ba最大限度GydF4y2Ba

100.GydF4y2Ba

后代/父母的数量GydF4y2Ba

1GydF4y2Ba

选择的概率GydF4y2BaP.GydF4y2BaS.GydF4y2Ba

0.8 x人口大小GydF4y2Ba

概率交叉GydF4y2BaP.GydF4y2BaCGydF4y2Ba

0.8 x人口大小GydF4y2Ba

变异概率GydF4y2BaP.GydF4y2BamGydF4y2Ba

0.8 x人口大小GydF4y2Ba

拉塔基亚市位于坐标:纬度:35GydF4y2Ba°GydF4y2Ba31.GydF4y2Ba¢GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba²GydF4y2Ba和经度35GydF4y2Ba°GydF4y2Ba47.GydF4y2Ba¢GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba²GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

仿真结果GydF4y2Ba

开发的方法在MAT实验室环境中编程。日期和时间用作唯一必需的输入,以便计算结果。然后,程序将计算所有所需的结果。这些结果包括太阳能电池板角度的设置(方向角,高度,Zenith,GydF4y2Ba方位角),对应于设置的最大辐射,以及太阳能电池板的最大输出功率。GydF4y2Ba

由于每篇论文的页数限制政策,不可能显示所有已获得的结果。因此,本文给出了一些结果,这里给出的结果只是我们得到的结果中的一些样本,这些结果中的日期和时间是任意选择的。GydF4y2Ba

四个不同的日期在不同的季节,1月10日,4月10日,7月10日,以及每天一个日历年和不同时间的12月16日。获得的结果如下介绍:GydF4y2Ba


对于n = 10(1月10日GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba),上午8:GydF4y2Ba

对于此指定日期,将在早上8:00进行模拟。高度(海拔),Zenith,GydF4y2Ba和方位角是根据ASHRAE确定的,以保持太阳能电池板表面垂直于太阳辐射,确保电池板可以接受最大的太阳辐照在特定的时间。其次,按照前面的方法计算最大太阳辐照度。最后,将给定时间对应的太阳辐照度计算值传递给基于ga的最大功率点(MPP)算法计算出MPP值。因此,太阳能电池板的最大输出功率对应于指定的时间。GydF4y2Ba

表2显示了确定的仰角、天顶角和方位角,以度数表示计算出的太阳总辐照度GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba,并获得最大输出功率GydF4y2BaW.GydF4y2Ba以及相应的MPP电压。GydF4y2Ba


表2:1月10日的确定值GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba(n = 10)在上午8:00。GydF4y2Ba

仰角GydF4y2Ba

11.7ºGydF4y2Ba

天丝GydF4y2Ba角度GydF4y2Ba

78.3º.GydF4y2Ba

方位角GydF4y2Ba

-51.7º.GydF4y2Ba

太阳辐照度(w / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba)GydF4y2Ba

652.GydF4y2Ba

最大功率 - pGydF4y2Ba最大限度GydF4y2Ba(瓦)GydF4y2Ba

128.7GydF4y2Ba

最大功率电压- VGydF4y2BaMPP.GydF4y2Ba(伏特)GydF4y2Ba

25.55GydF4y2Ba


图7显示了与所确定的太阳辐照值的值对应的PV的P-V特征。GydF4y2Ba

图7:1月10日SPK200GT太阳能电池板的P-V特性GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba


对于n = 100(4月10日GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba),下午12时正:GydF4y2Ba

高度,天顶和方位角的程度,总太阳辐照度GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba以及输出的最大功率GydF4y2BaW.GydF4y2Ba见表3。太阳能电池板的P-V特征也显示在图8中。GydF4y2Ba

表3:4月10日的确定值GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba(n = 100)在下午12:00GydF4y2Ba

仰角GydF4y2Ba

60.6ºGydF4y2Ba

天丝GydF4y2Ba角度GydF4y2Ba

29.4ºGydF4y2Ba

方位角GydF4y2Ba

-19.8ºGydF4y2Ba

太阳辐照度(w / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba)GydF4y2Ba

1035.8.GydF4y2Ba

最大功率 - pGydF4y2Ba最大限度GydF4y2Ba(瓦)GydF4y2Ba

207.4GydF4y2Ba

最大功率电压- VGydF4y2BaMPP.GydF4y2Ba(伏特)GydF4y2Ba

26.33GydF4y2Ba

图8:4月10日SPK200GT太阳能电池板的P-V功能GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba


对于n = 190(7月10日)GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba),下午16:00:GydF4y2Ba

表4示出了所确定的高度,天顶和方位角,计算出的总太阳辐照度GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba,并获得最大输出功率GydF4y2BaW.GydF4y2Ba以及相应的MPP电压。GydF4y2Ba

表4:7月10日的确定值GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba(n = 191)在下午16:00GydF4y2Ba

仰角GydF4y2Ba

45.1ºGydF4y2Ba

天顶角GydF4y2Ba

44.9GydF4y2BaºGydF4y2Ba

方位角GydF4y2Ba

86.6GydF4y2Ba

太阳辐照度(w / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba)GydF4y2Ba

918.3GydF4y2Ba

最大功率 - pGydF4y2Ba最大限度GydF4y2Ba(瓦)GydF4y2Ba

183.3.GydF4y2Ba

最大功率电压- VGydF4y2BaMPP.GydF4y2Ba(伏特)GydF4y2Ba

26.03GydF4y2Ba


对应于太阳辐照值的该值的PV面板的P-V特征如图9所示。GydF4y2Ba

图9 7月10日SPK200GT光伏面板的P-V特性GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba
点击这里查看图GydF4y2Ba


对于n = 350(12月16日GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba),下午16:00:GydF4y2Ba

所确定的高度,天顶和方位角以度为单位,计算总太阳辐照度GydF4y2BaW / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba,并获得最大输出功率GydF4y2BaW.GydF4y2Ba与相应的MPP电压一起示于表5中。GydF4y2Ba

表5:7月10日测定值GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba(n = 350)在下午16:00GydF4y2Ba

仰角GydF4y2Ba

3.7ºGydF4y2Ba

天顶角GydF4y2Ba

86.3ºGydF4y2Ba

方位角GydF4y2Ba

57.6ºGydF4y2Ba

太阳辐照度(w / mGydF4y2Ba2GydF4y2Ba)GydF4y2Ba

146.GydF4y2Ba

最大功率 - pGydF4y2Ba最大限度GydF4y2Ba(瓦)GydF4y2Ba

26.9GydF4y2Ba

最大功率电压- VGydF4y2BaMPP.GydF4y2Ba(伏特)GydF4y2Ba

24.1.GydF4y2Ba


与此太阳辐照度值相对应的面板的P-V特征如图10所示。GydF4y2Ba

图10 12月16日SPK200GT太阳能电池板的P-V特性GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba
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这些以前的图示出显示最大输出曲线在日常内变化。该值在12月16日16:00(下午4:00)的最小值(26.9W)变化GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba到4月10日12:00的最大值(207.4 w)GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

在此之后,可以得出结论,有一个真正需要跟随太阳和MPP跟踪PV。否则,面板的输出功率不会达到最大。GydF4y2Ba

图11显示了通过GA算法的目标函数(PV的输出能量)的最大化。在确定太阳的精确高度和方位角和在指定的时间和日期的这些角度的情况下,使用GA算法在太阳能电池板的输出功率最大化。唯一与最大输出功率相对应的案例(n = 100,4月10日GydF4y2BaTH.GydF4y2Ba).GydF4y2Ba

图11:GA用于最大输出功率的目标函数的收敛特征。GydF4y2Ba
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图12示出了GA用于最大输出电源壳的目标函数的平均配合特征。GydF4y2Ba

图12:最大输出功率情况下GA目标函数的平均适应度特征。GydF4y2Ba
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结果表明;通过上面提到的方程,我们可以实现精确的太阳跟踪,并且遗传算法在光伏系统中显示出大型功率点跟踪的大而无限精度,从而提高光伏系统的效率和可靠性。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

在光伏系统中,通过适当的太阳能跟踪和电池板的最大能量点,可以在任何给定的时间和日期实现光伏的最大输出功率。太阳跟踪(高度和方位角)可以通过精确计算这些角度来实现。确定这些角度可以确保最大的太阳辐照度被光伏板的表层所接收。在计算太阳辐射后,太阳能电池板的最大功率点可以使用强大的增强技术,如遗传算法。因此,可以确定任何时间和日期的光伏太阳能板的最大太阳能输出。遗传算法可以轻松、快速、准确地实现太阳能电池板的最大能量点,即使是非常小的太阳辐射水平。这种方法为任何单独或连续控制系统的设计提供了一套完整的数据,以引导太阳能电池板朝向阳光。其他的发展可能包括研究天气和其他大气条件对光伏板表层所接收的太阳辐照量的影响。GydF4y2Ba

在即将到来的研究中,可以进行两种算法之间的比较来显示每个算法的准确性和高性能,以实现最佳选择。考虑到该研究可以继续考虑温度是可变参数,以获得该参数对PV面板效率的影响。GydF4y2Ba

致谢GydF4y2Ba

作者宣布本文没有收到任何基础,他们没有利益冲突。作者感谢国家电气公司,提供真实数据,帮助他们在没有任何金融的情况下结束这项研究。GydF4y2Ba

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