طراحی وشبیه سازی ردیابی نقطه حداکثرتوان پنل خورشیدی براساس سیستم منطق فازی و کنترل شارژ باتری

این مقاله به بررسی سیستم فتوولتائیک (PV) مجهز به روش ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) مبتنی بر منطق فازی و کنترل کننده PI برای شارژ باتری می پردازیم. با توجه به چالش های ناشی از تغییرات دمایی (۵۲ تا ۰۶ درجه سانتی گراد) و تابشی (۰۰۷ تا ۰۰۰۱ وات بر مترمربع)، ویژگی های غیرخطی ولتاژ و جریان پنل های خورشیدی، نیاز به بهره برداری از نقطه حداکثر توان (MPP) برای افزایش بازدهی و کاهش هزینه ها ضروری است. روش منطق فازی (FLC) به عنوان الگوریتم MPPT انتخاب شد، چراکه پاسخ سریعی به تغییرات محیطی دارد و وابستگی به پارامترهای مدار ندارد. دقت این روش در تشخیص MPP بین ۸.۴۹% تا ۴.۹۹% متغیر است. در مرحله بعد، از مبدل باک با کنترل کننده PI برای تنظیم جریان و ولتاژ ثابت جهت شارژ باتری استفاده شده است. کنترل کننده PI به دلیل سادگی پیاده سازی و عملکرد مناسب، جریان و ولتاژ خروجی را در سطوح مطلوب (۲۳۹.۲-۲۴۳.۹ آمپر و ۱۰.۵۱-۵۱.۳۰ ولت) ثابت نگه داشت که منجر به کاهش تلفات، شارژ سریعتر و افزایش عمر باتری شد. شبیه سازی سیستم در محیط MATLAB/Simulink تحت چهار سناریوی مختلف (تابش و دمای متغیر) انجام گرفت. نتایج نشان داد که سیستم در تمام شرایط محیطی، توان پنل را نزدیک به MPP نگه می دارد و کنترل کننده PI نیز عملکرد پایدار و قابل اطمینانی از خود نشان می دهد. این مطالعه اثربخشی ترکیب منطق فازی و کنترل کننده PI را در بهینه سازی سیستم های خورشیدی با اهداف کاهش هزینه، افزایش بازدهی و مدیریت کارآمد شارژ باتری تایید می کند.

کلیدواژه ها:

سیستم های فتوولتائیک ، روش های MPPT ، مبدل های DC-DC ، کنترل PI ، کنترلرهای شارژ