Maximum power point tracking (MPPT) under the partial shading condition is a challenging research topic for photovoltaic systems. Shaded photo-voltaic module result in complex peak patterns on the power versus voltage curve which can misguide classical MPPT algorithms. Thus, various kinds of global MPPT algorithms have been studied. These have typically consisted of partial shading detection, global peak search and MPPT. The conventional partial shading detection algorithm aims to detect all of the occurrences of partial shading. This results in excessive execution of global peak searches and discontinuous operation of the MPPT. This in turn, reduces the achievable power for the PV module. Based on a theoretical investigation of power verse voltage curve patterns under various partial shading conditions, it is realized that not all the occurrences of partial shadings require a global peak search. Thus, an intelligent partial shading detection algorithm that provides exact identification of global peak search necessity is essential for the efficient utilization of solar energy resources. This paper presents a new partial shading determinant algorithm utilizing adaptive threshold levels. Conventional methods tend to be too sensitive to sharp shading patterns but insensitive to smooth patterns. However, the proposed algorithm always shows superb performance, regardless of the partial shading patterns.
Kim, Seung-Min;Park, Bong-Hee;Choi, Ju-Yeop;Choy, Ick;Lee, Sang-Chul;Lae, Dong-Ha
Journal of the Korean Solar Energy Society
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v.33
no.5
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pp.69-75
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2013
To increase the efficiency of the photovoltaic, almost photovoltaic appliances are controlled by Maximum Power Point Tracking(MPPT). Existing most of the PV MPPT techniques have used power which multiplies sensed output current and voltage of the solar cell. However, these algorithms are unnecessarily complicated and too expensive for small and compact system. The other hand, the proposed MPPT technique is only one sensing of the MPPT converter's output current, so there is no need to insert another sensors of battery side. Therefore, this algorithm is simpler compared to the traditional approach and is suitable for low power solar system. Further, the novel proper charge/discharge algorithm for the battery with PV MPPT is developed. In this algorithm, there is CC battery charge mode and load discharge mode of the PV cell & battery dual. Also we design current control to regulate allowable current during the battery charging. The proposed algorithm will be applicable to battery included solar cell applications like solar lantern and solar remote control car. Finally, the proposed method has been verified with computer simulation.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.26
no.5
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pp.21-33
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2012
This paper presents the new maximum power point tracking(MPPT) control of the photovoltaic(PV) module integrated converter(MIC) system considering the shadow influence. The output characteristics of the solar cell is a nonlinear and affected by a temperature, the solar radiation and influence of a shadow. Particularly, MIC system is very sensitive to the shadow influence because the capacity is very small. In order to increase an output and efficiency of the solar power generation, the maximum power point(MPP) obeying control are necessary. Conventional perturbation and observation(PO) and Incremental conductance(IC) are the method finding MPP by the continued self-excitation vibration. The MPPT control is unable to be performed by rapid output change affected by the shadow. To solve this problem, the new control algorithm of the multi-level in which the step value changes by output change is presented. In case there are the solar radiation, a temperature and shadow influence, the presented algorithm treats and compares the conventional control algorithm and output error. In addition, the validity of the algorithm is proved. through the output error response characteristics.
This paper proposes a novel sensorless maximum power point tracking (11PPT) algorithm for PV systems. The method is based on dividing the operating time into several intervals in which the PV terminals are short circuited in one interval and the calculated short-current of the PV is obtained and used to determine the optimum operating point where the maximum output power can be obtained. The proposed MPPT algorithm has been introduced into a current-controlled boost converter whose duty ratio is controlled to the maintain MPP condition. The same sequence is then repeated regularly capturing the PV maximum power. The main advantage of this method is eliminating the current sensor. Meanwhile, this MPPT algorithm reduces the power oscillations around the peak power point which occurs with perturbation and observation algorithms. In addition, the total cost will decrease by removing the current sensor from the PV side. Finally, simulation results confirm the accuracy of the proposed method.
Recently, photovoltaic system has been studied widely as a renewable energy system, because it does not produce environmental pollution and it has infinity energy source from the sun. A study on photovoltaic system has a lot of problems like as reappearance and repetition of some situation in the laboratory experiment for development of MPPT algorithm and islanding detection algorithm, because output characteristics of solar cell are varied by irradiation and surface temperature of solar cell. And this system is consisted a lot of solar cell unit. Therefore, the assistant equipment which emulates the solar cell characteristics which can be controlled arbitrarily by researcher is require to the researchers for reliable experimental data. In this paper, the virtual implement of solar cell (VISC) system is proposed to solve these problems and to achieve reliable experimental result on photovoltaic system. VISC system emulates the solar cell output characteristics, and this system can substitute solar cell in laboratory experiment system. To realize the VISC, mathematical model of solar cell is studied for driving converter and the DC/DC converters are compared in viewpoint of tracking error using computer simulation. And then analysis of parallel and series characteristics was done for combination of VISC model.
Recently, photovoltaic system has been studied widely as a renewable energy system, because it does not produce environmental pollution and it has infinity energy source from the sun. A study on photovoltaic system has a lot of problems like as reappearance and repetition of some situation in the laboratory experiment for development of MPPT algorithm and islanding detection algorithm. because output characteristics of solar cell are varied by irradiation and surface temperature of solar cell. Therefore, the assistant equipment which emulates the solar cell characteristics which can be controlled arbitrarily by researcher is require to the researchers for reliable experimental data. In this paper, the virtual implement of solar cell (VISC) system is proposed to solve these problems and to achieve reliable experimental result on photovoltaic system. VISC system emulates the solar cell output characteristics, and this system can substitute solar cell in laboratory experiment system. To realize the VISC, mathematical model of solar cell is studied for driving converter and the DC/DC converters are compared in viewpoint of tracking error using computer simulation. Output dynamic characteristic of PV array is varied by irradiation and PWM converter performance is studied using PSIM simulator.
Performance of photovoltaic (PV) generator systems relies on its operating conditions. Maximum power extracted from PV generators depends strongly on solar irradiation, load impedance, and ambient temperature. A most maximum power point tracking (MPPT) algorithm is based on a perturb and observe method and an incremental conductance method. It is well known the latter is better in terms of dynamics and tracking characteristics under condition of rapidly changing solar irradiation. However, in case of digital implementation, the latter has some error for determining a maximum power point. This paper presents a PID based MPPT algorithm for such PV systems. We use neural network technique for determining PID parameters by online learning approach. And we construct a boost converter to regulate the output voltage from PV generator system. Computer simulation is carried out to evaluate the proposed MPPT method and we accomplish comparative study with a perturb and observe based MPPT method to prove its superiority.
Park Hee-Sung;Jang Sung-Soo;Park Sung-Woo;Jang Jin-Baek;Lee Jong-In
Proceedings of the KIPE Conference
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2004.07a
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pp.105-108
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2004
In this paper, the simple analog MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm is proposed for the solar array of KOMPSAT (Korea Multi-Purpose Satellite). This method doesn't need any calculation of power by multiplication of voltage and current and a measurement of the solar array temperature. It is consist of only two sample and hold circuits, two comparators, a flip-flop, and an integrator. The proposed MPPT algorithm is verified by the simulation for the 100[W] solar array.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.24
no.2
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pp.99-104
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2019
Solar power generation systems require maximum power point tracking (MPPT) control to acquire maximum power using inefficient and high-cost PV modules. Most conventional MPPT algorithms are based on the slope-tracking concept. The perturb and observe (P&O) algorithm is a typical slope-tracking method. The two factors that determine the MPPT performance of P&O algorithm are the MPPT control period and the magnitude of the perturbation voltage. The MPPT controller quickly moves to the new maximum power point at insolation change when the perturbation voltage is set to large, and the error of output power will be huge in the steady state even when insolation is not changing. The dynamics of the MPPT controller can be accelerated even though the perturbation voltage is set to small when the MPPT control period is set to short. However, too short MPPT control period does not improve MPPT performance but consumes the MPPT controller resources. Therefore, analyzing the performance of the MPPT controller is necessary for actual insolation conditions in real weather environment to determine the optimum MPPT control period and the magnitude of the perturbation voltage. This study proposes an optimum MPPT control period that maximizes MPPT efficiency by measuring and analyzing actual insolation profiles in typical clear and cloudy weather in central Korea.
The amount of solar irradiation obtained by a photovoltaic (PV) solar panel is the major factor determining the power generated by a PV system, and the array tilt angle is critical for maximizing panel radiation acquisition. There are three types of PV systems based on the manner of setting the array tilt angle: fixed, semi-fixed, and tracking systems. A fixed system cannot respond to seasonal solar altitude angle changes, and therefore cannot absorb the maximum available solar radiation. The tracking system continually adjusts the tilt angle to absorb the maximum available radiation, but requires additional cost for equipment, installation, operation, and maintenance. The semi-fixed system is only adjusted periodically (usually seasonally) to obtain more energy than a fixed system at an overall cost that is less than a tracking system. To maximize semi-fixed system efficiency, determining the optimal tilt angle adjustment schedule are required. In this research, we conducted a simulation to derive an optimal operation schedule for a semi-fixed system in Seoul, Korea (latitude $37.5^{\circ}$). We implemented a solar radiation acquisition model and PV genereation model on MATLAB. The optimal operation schedule was derived by changing the number of tilt angle adjustments throughout a year using a Dynamic Algorithm. The results show that adjusting the tilt angle 4 times a year was the most appropriate. and then, generation amount of PV system increased 2.80% compared with the fixed system. This corresponds to 99% compared to daily adjustment model. This increase would be quite valid as the PV system installation area increased.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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