Development of mathematical models for investigating maximal power point tracking algorithms

Abstract

Solar cells generate maximum power only when the load is optimized according insolation and module temperature. This function is performed by MPPT systems. While developing MPPT, it is useful to create a mathematical model that allows the simulation of different weather conditions affecting solar modules. Solar insolation, cloud cover imitation and solar cell models have been created in Matlab/Simulink environment. Comparing the simulation of solar insolation on a cloudy day with the measurements made using a pyrometer show that the model generates signal changes according to the laws similar to those of a real life signal. The model can generate solar insolation values in real time, which is useful for predicting the amount of electrical energy produced from solar power. The model can operate with the help of using the stored signal, thus a comparison of different MPPT algorithms can be provided.

Article in Lithuanian.

Matematinis saulės energijos srauto modelis didžiausios galios taško saulės elementuose sekimo algoritmams tirti

Santrauka. Saulės elementai didžiausią galią sukuria tik tada, kai apkrova yra parinkta pagal elementą veikiantį saulės energijos srautą ir modulio temperatūrą. Apkrovai parinkti naudojamos didžiausios galios sekimo (DGTS) sistemos. Kintant oro sąlygoms šios sistemos nespėja prisitaikyti prie saulės elemento parametrų. Kuriant ir tiriant DGTS algoritmus tikslinga sudaryti matematinį modelį, imituojantį skirtingomis oro sąlygomis veikiančius saulės elementus. Pateikiami sudaryti saulės energijos srauto (SES), debesų dangos imitavimo ir saulės modulio matematiniai modeliai Matlab/Simulink terpėje. Lyginant modeliuoto debesuotą dieną SES kitimo dėsnius su realiais piranometru pamatuotais rezultatais nustatyta, kad modeliu imituojamas SES atitinka realųjį. Modelyje generuojamos SES vertės realiajame laike yra naudingos prognozuojant saulės jėgainės pagamintos elektros energijos kiekį. Modelyje numatyta galimybė išsaugoti SES signalą, todėl juo galima atlikti tikslų skirtingų DGTS algoritmų veikimo palyginimą. Reikšminiai žodžiai: saulės energija, saulės elementai, didžiausios galios taško sekimas.

Reikšminiai žodžiai: saulės energija, saulės elementai, didžiausios galios taško sekimas.

Keyword : solar power, solar cells, MPPT algorithms