انرژی خورشیدی(قسمت سوم)
طبق آنچه در قسمت قبل راجع به شبیه سازی سیستم خورشیدی دیدیم، توان خروجی یک ماژول خورشیدی مقادیر متفاوتی دارد.در این قسمت به نحوه طراحی کنترل کننده برای حداکثر کردن این توان می پردازیم.
با کنار هم قرار دادن سلول های خورشیدی، آرایه های خورشیدی ایجاد می شوند که توان حاصله از این آرایه ها به عوامل غیرخطی و غیر قابل پیشبینی همچون شرایط جوی، دما و شدت تابش بستگی دارد.
می دانیم که سطح ولتاژ تولیدی ماژول های خورشیدی پایین است و برای بهبود آن از مبدل های DC-DC استفاده می شود.برای اینکه سطح ولتاژ را در حدی نگه داریم تا توان حداکثر شود باید از یک کنترل کننده استفاد کنیم.
MPPT
در سیستم های فوتوولتاییک برای حداکثر شدن توان دریافتی از (MPPT( Maximum Power Point Tracker استفاده می شود.
کنترل کننده مورد استفاده برای حداکثر شدن توان، باید بسیار سریع باشد تا از نوسان توان و ولتاژ خروجی هم چنین تلفات جلوگیری کند.
مبدل DC – DC برای بردن ولتاژ DC از یک سطح به سطح دیگر از یک پالس سوییچ زنی استفاده می کند که DUTY CYCLE این پالس اندازه ولتاژ خروجی را مشخص می کند.
کار کنترل کننده حداکثر توان این است که با تغییر سطح ولتاژ، نقطه کار را در توان حداکثر نگه می دارد.
برای کنترل کردن توان الگوریتم های مختلفی وجود دارد.یکی از این الگوریتم ها P & O یا انحراف و مشاهده است.
در این الگوریتم توان و ولتاژ در هر لحظه و لحظه بعد مقایسه می شوند، اگر شیب منحنی توان-ولتاژ مثبت بود یعنی داریم به نقطه حداکثر نزدیک می شویم و اگر منفی بود به معنی فاصله گرفتن از نقطه حداکثر توان است.
کنترل کننده با با کاهش یا افزایش سطح ولتاژ با پالس PWM به سمت نقطه حداکثر توان حرکت می کند.
پیاده سازی کنترل کننده
برای پیاده کردن این کنترل کننده می توان از میکروکنترلر یا FPGA استفاده کرد.
FPGA یک مدار مجتمع متشکل از میلیون ها آرایه منطقی است که محاسبات منطقی را با سرعت بسیار بالا انجام می دهد.
استفاده از FPGA به دلیل سرعت بالا و دقت از میکروکنترلر ارجح تر است.این پردازشگر دیجیتال به صورت REALTIME با موازی سازی محاسبات، سرعت بسیار بالایی دارد.
برای دادن ولتاژ و جریان به FPGA به مبدل های آنالوگ به دیجیتال نیاز است.
نویسنده: امین رضا خواجه حیدری