Convertidores Boost Convencionales y de Capacitor Conmutado para la Integración de Energía Solar Fotovoltaica: Mejora Dinámica del MPPT y Evaluación del Rendimiento
Autores: Hawsawi, Mansour; Habbi, Hanan Mikhael D.; Alhawsawi, Edrees; Yahya, Mohammed; Zohdy, Mohamed A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Convertidores Boost Convencionales y de Capacitor Conmutado para la Integración de Energía Solar Fotovoltaica: Mejora Dinámica del MPPT y Evaluación del Rendimiento
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Diseños
Convertidor dc-dc
Energía solar fotovoltaica
Convertidor elevador
Condensador conmutado
Algoritmos mppt
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Este documento diseña dos configuraciones de convertidores DC-DC integrados con recursos de energía renovable solar fotovoltaica. Se centra en comparar dos topologías de convertidores: el convertidor elevador convencional y el convertidor elevador de capacitor conmutado. Se emplean los algoritmos de Perturbación y Observación (P&O), Conductancia Incremental (INC), Algoritmo Genético (GA) y Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para mejorar dinámicamente el rendimiento del Seguimiento del Punto de Máxima Potencia (MPPT) para ambos convertidores. Los resultados de la simulación demuestran que ambas topologías de convertidores, cuando se integran con algoritmos MPPT apropiados, pueden cosechar efectivamente la máxima potencia del solar fotovoltaico. Sin embargo, el convertidor de topología de capacitor conmutado exhibe ventajas en términos de capacidades de corriente y rendimiento de voltaje. Además, combinar el convertidor elevador de capacitor conmutado con el algoritmo GA-MPPT mejoró el perfil de voltaje de salida. La topología de capacitor conmutado demuestra ventajas distintas al exhibir un control de corriente mejorado, lo que permite un mejor manejo de los cambios de carga dinámica y las condiciones de irradiación variables. Muestra regulación de voltaje, lo que resulta en una reducción de las fluctuaciones de voltaje de salida y una mayor estabilidad, optimizando así la extracción de energía. La simulación GA-MPPT demuestra un aumento sustancial en la corriente de salida maximizada para la configuración de elevador de capacitor conmutado (70 A) en comparación con el tipo convencional (10 A). La validación e implementación de los modelos del sistema se llevan a cabo utilizando MATLAB/Simulink.
Descripción
Este documento diseña dos configuraciones de convertidores DC-DC integrados con recursos de energía renovable solar fotovoltaica. Se centra en comparar dos topologías de convertidores: el convertidor elevador convencional y el convertidor elevador de capacitor conmutado. Se emplean los algoritmos de Perturbación y Observación (P&O), Conductancia Incremental (INC), Algoritmo Genético (GA) y Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para mejorar dinámicamente el rendimiento del Seguimiento del Punto de Máxima Potencia (MPPT) para ambos convertidores. Los resultados de la simulación demuestran que ambas topologías de convertidores, cuando se integran con algoritmos MPPT apropiados, pueden cosechar efectivamente la máxima potencia del solar fotovoltaico. Sin embargo, el convertidor de topología de capacitor conmutado exhibe ventajas en términos de capacidades de corriente y rendimiento de voltaje. Además, combinar el convertidor elevador de capacitor conmutado con el algoritmo GA-MPPT mejoró el perfil de voltaje de salida. La topología de capacitor conmutado demuestra ventajas distintas al exhibir un control de corriente mejorado, lo que permite un mejor manejo de los cambios de carga dinámica y las condiciones de irradiación variables. Muestra regulación de voltaje, lo que resulta en una reducción de las fluctuaciones de voltaje de salida y una mayor estabilidad, optimizando así la extracción de energía. La simulación GA-MPPT demuestra un aumento sustancial en la corriente de salida maximizada para la configuración de elevador de capacitor conmutado (70 A) en comparación con el tipo convencional (10 A). La validación e implementación de los modelos del sistema se llevan a cabo utilizando MATLAB/Simulink.