اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدملاحقة نقطة الاستطاعة العظمى باستخدام المنطق العائم
Maximum Power Point Tracking Using Fuzzy Logic Control
2883
4 149
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
استخدم المتحكم ذو المنطق العائم بهدف ربط النظام الكهروضوئي PV بالشبكة الكهربائية عبر مبدل ثلاثي الطور مقاد (عاكس),إذ يقوم هذا المتحكم بملاحقة نقطة الاستطاعة العظمى وحقن أكبر استطاعة ممكنة من نظام PV إلى الشبكة؛ وذلك عن طريق تحديد زاوية القدح الواجب تطبيقها على القواطع، و قد اختيرت المتحولات اللغوية حتى يحدد مقدار التغيير في زاوية القدح للمبدل لملاحقة الاستطاعة العظمى.
Fuzzy logic control is used to connect a photovoltaic system to the electrical grid by using three phase fully controlled converter (inverter), This controller is going to track the maximum power point and inject the maximum available power from the PV system to the grid by determining the trigger angle that must be applied on the switches: Linguistic variables are going to be chosen to determine the amount of change in the trigger angle of the inverter to track the maximum power.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول الورقة البحثية موضوع ملاحقة نقطة الاستطاعة العظمى (MPPT) باستخدام المنطق العائم في الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة الكهربائية عبر مبدل ثلاثي الطور. يهدف البحث إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق تحديد زاوية القدح المثلى للعاكسات. يتم استخدام المتحكم ذو المنطق العائم لتحديد مقدار التغيير في زاوية القدح للمبدل لملاحقة الاستطاعة العظمى. تم نمذجة النظام باستخدام برنامج MATLAB، وتم التحقق من فعالية النظام في تحقيق أكبر استطاعة ممكنة. يتناول البحث أيضاً كيفية تطبيق المنطق العائم في عمليات التحكم والنمذجة والتقييم، ويستعرض أمثلة تطبيقية ونتائج تجريبية تؤكد فعالية النظام المقترح في تحسين كفاءة الأنظمة الكهروضوئية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر الورقة البحثية ذات أهمية كبيرة في مجال تحسين كفاءة الأنظمة الكهروضوئية باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي مثل المنطق العائم. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة لتحسين البحث. أولاً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية المختلفة مثل التغيرات الجوية على أداء النظام. ثانياً، يمكن أن تكون هناك حاجة لمزيد من التجارب العملية للتحقق من النتائج النظرية المقدمة. ثالثاً، لم يتم مناقشة تكاليف التنفيذ والتحديات العملية التي قد تواجه تطبيق النظام في الحياة الواقعية. على الرغم من هذه النقاط، فإن البحث يقدم مساهمة قيمة في مجال تحسين كفاءة الأنظمة الكهروضوئية.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من استخدام المنطق العائم في الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة الكهربائية؟
الهدف الرئيسي هو تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق تحديد زاوية القدح المثلى للعاكسات لتحقيق أكبر استطاعة ممكنة.
-
كيف يتم تحديد مقدار التغيير في زاوية القدح للمبدل لملاحقة الاستطاعة العظمى؟
يتم تحديد مقدار التغيير في زاوية القدح باستخدام المتحكم ذو المنطق العائم الذي يعتمد على تحديد المتحولات اللغوية المناسبة.
-
ما هي الأدوات البرمجية المستخدمة في نمذجة النظام والتحقق من فعاليته؟
تم استخدام برنامج MATLAB لنمذجة النظام والتحقق من فعاليته في تحقيق أكبر استطاعة ممكنة.
-
ما هي بعض التحديات التي يمكن أن تواجه تطبيق النظام المقترح في الحياة الواقعية؟
بعض التحديات تشمل تأثير العوامل البيئية المختلفة مثل التغيرات الجوية، تكاليف التنفيذ، والتحديات العملية في تطبيق النظام بشكل فعلي.
المراجع المستخدمة
All about Maximum Power Point Tracking MPPT. Retrieved June 1, 2013 from http://www.star-electric.com/mppt-solarcharger- controller.html
Bose, B. K. (2002). Modern Power Electronics and Ac Drives. USA: Prentice Hall PRH
Goland Century. Mppt-10 Model User's Manual. Technical Data Sheet
Gounden, N. A, Peter, S. A, Nallandula, H, & Krithiga, S. (2008, 11, July). Fuzzy logic controller with MPPT using linecommutated inverter for three-phase gridconnected photovoltaic systems. Renewable Energy Journal. 34, 909-915
Ibrahim, H. E, & Ibrahim, M. (2012) Comparison Between Fuzzy and P&O Control for MPPT for Photovoltaic System Using Boost Converter. Journal of Energy Technologies and Policy, vol.2 No.6
قيم البحث
اقرأ أيضاً
و لقد قمنا في هذه الدراسة بمحاكاة نظام كهروضوئي مستقل مربوط بحمل أومي مكون من
موديول كهروضوئي و مقطع dc-dc و نظام تحكم لتتبع نقطة الإستطاعة العظمى,
باستخدام برنامج simulink/matlab و بالاستفادة من المعادلات الرياضية للموديول
الكهروضوئي قمنا يتمثيل
الموديول و أخرجنا منحنياته , كما مثلنا المبدل من نوع cuk)
(converter الذي يعطي توتر خرج أكبر أو أصغر من توتر الدخل لكن بقطبية معكوسة
. و قمنا بمقارنة نظامي تتبع , نظام تقليدي و نظام يستخدم تقنية المنطق العائم , من
مقارنة النتائج خلال ظروف جوية مختلفة من الإشعاع الشمسي النظامي و التظليل
الجزئي , تبين مقدرة المنطق العائم على التناغم مع جميع الظروف و خاصة في حالات
الإشعاع الشمسي المنخفضة و التظليل الجزئي .
يتناول البحث تحليل و دراسة أداء الألواح الشمسية، حيث اخترنا العمل على اللوح (الموديول) الشمسي MSX-50، بالإضافة إلى تحسين استطاعته عن طريق تعقّب نقطة الاستطاعة العظمى MAXIMUM POWER POINT، و يتم ذلك باستخدام مقّطع رافع للجهد الحصول على أكبر استطاعة ممك
نة من اللوح الشمسي.
تم ّوضع نموذج رياضي مكافئ لعمل اللوح الشمسي الحقيقي (غير مثالي) من خلال دراسة الخلايا الكهروضوئيّة (PHOTOVOLTAIC CELLS)، حيث تمّ استخدام الطريقة التكرارية بالإضافة لخوارزمية نيوتن-رافسون من أجل تحديد قيمة المقاومة التسلسلية للموديول Rs، و المقاومة التفرعية Rp.
كما تم تنفيذ خوارزمية الاضطراب و المراقبة Perturbation and Observation P&O، بالإضافة إلى دراسة و تصميم دارة المقطّع chopper و اختيار مكونّاتها L,C (المكثف و الملف) بناءً على تحديد كلٍّ من تردد عمل المقطع و عاملي التموج للجهد و التيّار.
بناءً على ماسبق، قمنا بإجراء عملية النمذجة للموديول الشمسي MSX-50 باستخدام برنامج MATLAB/SIMULINK، حيث صممنا واجهة مستخدم رسومية GUI لعرض خصائص الموديول و حساب المقاومتين Rs,Rp، بالإضافة إلى بناء خوارزمية P&O و تصميم دارة المقطّع الرافع للجهد (boost-step up).
تمّ تطبيق النموذج المقترح على حمولة أومية وفق مبدأ ملاحقة نقطة الاستطاعة العظمىMPP ،و مناقشة النتائج لحالتي توصيل الموديول الشمسي على الحمل مباشرةً، و التوصيل عن طريق مقطّع مقاد بخوارزمية P&O.
تعد الأنظمة الكهروضوئية منبعاً متجدداً للطاقة الكهربائية و صديقاً للبيئة، لكن لا تزال أسعارها مرتفعة نسبياً. إنّ الحصول على أعظم استطاعة خرجٍ ممكنةٍ من هذه الأنظمة-و ضمان الحفاظ عليها عند أقل كلفة في التطبيقات الواقعية-مرتبط بشكل كبير بملاحقة نقطة ال
استطاعة الأعظمية Maximum Power PointTracking (MPPT عند مختلف شروط التشغيل.
نقترح في هذا المقال استخدام تقنية الخوارزمية الوراثية (Genetic Algorithm (GA لملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظمية اعتماداً على نموذج الخلية الشمسية. تعطي الخوارزمية المقترحة بشكل مباشر و دقيق جهد التشغيل الأمثل (VOP) الذي سيضبط عليه المبدل (DC/DC) و المقابل لنقطة الاستطاعة الأعظمية و ذلك بمعرفة جهد الدارة المفتوحة (VOC) و تيار الدارة القصيرة (ISC) للخلية.
و للتحقق من صحة و فعالية الخوارزمية المقترحة قمنا بإعداد برنامج بلغة الماتلاب MATLAB R2010a للخوارزمية الوراثية و برنامجاً ثانياً للخلية الشمسية و دمجهما معاً حيث تم أخذ المقاومة التسلسلية فقط في نموذج الخلية الشمسية و أهملت المقاومة التفرعية.
أظهرت نتائج محاكاة تطبيق الخوارزمية المقترحة على عدة نماذج من الألواح الكهروضوئية إمكانية ضبط الجهد بشكل دقيق على القيمة الأمثل و بالتالي تشغيل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة الأعظمية.
يرتكز البحث على المرحلة الأولى DC/DC في النظام الكهروضوئي الشمسي، حيث تم استخدام تقنية الـتحكم المرتبط التموج RCC في ملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظمية للمنظومات الكهروضوئية. تستفيد هذه التقنية من تموج الإشارة الموجود أصلاً في المبدلات DC/DC، حيث يُعامل
هذا التموج كتغير يمكن الوصول منه إلى تقارب أمثلي. إن الميزة الأساسية لتقنية التحكم بعلاقة التموج (RCC) أنها تلاحق نقطة الاستطاعة العظمى ((MPP بسرعة و تحتاج إلى دارات تشابهية بسيطة و غير مكلفة لتطبيقاتها، و سيتم التحقق من صحة النتائج عملياً.
يعالج هذا البحث تحسين كفاءة نظم القدرة الشمسية الكهروضوئية باستخدام متحكم تتبع نقطة الاستطاعة العظمى، المرتكز في عمله على تقنيات تتبع تستخدم طريقة التحكم المباشر للتحكم في دورة عمل مبدل جهد مستمر لتحقيق عمل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة العظمى
في ظل التغيرات الجوية المختلفة من شدة إشعاع شمسي و درجة حرارة محيطة. في هذا السياق، يتركز عملنا على محاكاة مكونات نظام توليد الطاقة من نظام كهروضوئي، مبدل رافع للجهد المستمر و متحكم MPPT في بيئة Matlab/Simulink. تتم محاكاة المتحكم MPPT باعتماد عدة خوارزميات: خوارزمية التوتر الثابت، خوارزمية الإضطراب و المراقبة و خوارزمية زيادة الناقلية، باستخدام تابع Embedded MATLAB function. أظهرت نتائج المحاكاة فعالية المتحكم MPPT في زيادة استطاعة النظام الكهروضوئي مقارنة مع عدم استخدام متحكم MPPT. كما أظهرت النتائج الأداء الأفضل لمتحكم MPPT المعتمد على خوارزمية الإضطراب و المراقبة و خوارزمية زيادة الناقلية، مقارنة مع خوارزمية التوتر الثابت في تتبع نقطة الاستطاعة العظمى للنظام في ظل التغيرات الجوية.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
