طراحي و پياده سازي سيستم MPPT سلول خورشيدي با استفاده از ميكروكنترلر ARM

Design and implementation of MPPT controller using ARM micro controller

با توجه به غيرخطي بودن منحني مشخصه سلول خورشيدي جذب حداكثر توان در روز براي استفاده و ذخيره سازي حائز اهميت است. از اين رو عملكرد بهينه سلول خورشيدي (نقطه بيشينه توان) در شرايط مختلف جوي بسته به مقدار تابش خورشيد و دما تغيير مي كند. در اين مقاله، براي دستيابي به حداكثر توان سلول خورشيدي و انتقال آن به بار، از مبدل بوست براي تطبيق امپدانس استفاده مي شود. براي تغيير وضعيت سويچ و در نتيجه تنظيم مقدار امپدانس از ميكرو كنترلر ARM استفاده مي شود. براي پياده سازي سيستم ردياب خورشيدي از الگوريتم انحراف و مشاهده كه داراي ساختاري ساده و انعطاف پذير است استفاده مي شود. در اين مقاله، از روش غير مستقيم براي كنترل توان خورشيدي استفاده شده است. براي اين كار ابتدا ولتاژ سلول خورشيدي و جريان باتري نمونه برداري شده و سپس توسط الگوريتم انحراف و مشاهده كه با توجه به كاربردهاي زياد ميكروكنترلر ARM در صنعت با اين ميكروكنترلر پياده شده، ولتاژي كه در آن توان سلول خورشيدي حداكثر مي شود را بدست مي آوريم. سپس بر مبناي اختلاف بين و ولتاژ لحظه اي پنل، يك كنترل كننده PID به نحوب طراحي مي شود كه زمان وظيفه را تنظيم كند تا اينكه بيشترين توان از سلول خورشيدي دريافت شود. نتايج پياده سازي نشان مي دهد كه سيستم پيشنهادي از قابليت خوبي جهت دريافت بيشترين توان از سلول خورشيدي برخوردار است و مي تواند بعنوان يك سيستم مطمئن مورد استفاده قرار گيرد.

Due to the nonlinearity of the solar cell characteristic curve, the optimal performance of the solar cell (peak power point) varies in different atmospheric conditions depending on the amount of sunlight and temperature. In this paper, a Boost converter for impedance matching is used to maximize the power of the solar cell and transfer it to the load. To change the switch position, the ARM microcontroller is used to adjust the impedance value. For implementation of the solar tracking system, the deviation and observation algorithm, which has a simple and flexible structure, is used. In this paper, an indirect method for controlling solar power is used. To do this, first, the solar cell voltage and the battery current are sampled and then by the deviation and observation algorithm, which, given the large applications of the ARM microcontroller in the industry with this microcontroller, takes the voltage at which the solar cell power is maximized (V_ref) Then, based on the difference between V_ref and the instantaneous voltage of the panel, a PID controller is designed to adjust the duty time so that the maximum power is obtained from the solar cell. Implementation results indicate that the proposed system has a good ability to get the most from solar cells and can be used as a reliable system.