Diseño e implementación de control de búsqueda de extremo basado en MPPT para seguidor solar de doble eje
Autores: Solís-Cervantes, Cesar Ulises; Palomino-Resendiz, Sergio Isai; Flores-Hernández, Diego Alonso; Peñaloza-López, Marco Antonio; Montelongo-Vazquez, Carlos Manuel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño e implementación de control de búsqueda de extremo basado en MPPT para seguidor solar de doble eje
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Eficiencia
Sistemas de seguimiento solar
Algoritmos de control
Control de búsqueda de extremos
Seguidor solar de dos ejes
Producción de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
El aumento en la eficiencia de producción de la tecnología fotovoltaica depende de su alineación en relación con la posición solar. Los sistemas de seguimiento solar realizan la acción de seguimiento mediante la implementación de algoritmos de control que ayudan a reducir los errores de seguimiento. Sin embargo, los algoritmos convencionales pueden reducir la vida útil de los actuadores y mecanismos debido a la acción de control, reduciendo significativamente los tiempos de operación y la rentabilidad. En este artículo, se desarrolla un esquema de control no convencional para abordar los desafíos mencionados, presentando el diseño e implementación de un control de búsqueda de extremos para realizar el seguimiento del punto de máxima potencia para un seguidor solar de dos ejes instrumentado con un módulo solar. El controlador propuesto está gobernado por la dinámica de un esquema clásico proporcional-integral y asistido por retroalimentación sin sensor. Además, cuenta con una configuración tipo anti-wind-up para el componente integral y tiene una amplitud variable para la señal de dither. La propuesta se valida experimentalmente mediante la comparación entre un sistema fijo y un sistema de dos ejes en configuración azimut-elevación. Además, se definen y analizan dos índices de rendimiento, la producción de energía del sistema y el error de seguimiento. Los resultados muestran que la propuesta permite producir hasta un 27.75% más que un sistema fijo, considerando el consumo de energía del seguidor debido a la acción de seguimiento y una precisión de apuntado con una desviación de +/-1.8 grados. Finalmente, se proporciona un análisis y discusión basados en los resultados, concluyendo que el algoritmo propuesto es una alternativa viable para aumentar el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos seguidos.
Descripción
El aumento en la eficiencia de producción de la tecnología fotovoltaica depende de su alineación en relación con la posición solar. Los sistemas de seguimiento solar realizan la acción de seguimiento mediante la implementación de algoritmos de control que ayudan a reducir los errores de seguimiento. Sin embargo, los algoritmos convencionales pueden reducir la vida útil de los actuadores y mecanismos debido a la acción de control, reduciendo significativamente los tiempos de operación y la rentabilidad. En este artículo, se desarrolla un esquema de control no convencional para abordar los desafíos mencionados, presentando el diseño e implementación de un control de búsqueda de extremos para realizar el seguimiento del punto de máxima potencia para un seguidor solar de dos ejes instrumentado con un módulo solar. El controlador propuesto está gobernado por la dinámica de un esquema clásico proporcional-integral y asistido por retroalimentación sin sensor. Además, cuenta con una configuración tipo anti-wind-up para el componente integral y tiene una amplitud variable para la señal de dither. La propuesta se valida experimentalmente mediante la comparación entre un sistema fijo y un sistema de dos ejes en configuración azimut-elevación. Además, se definen y analizan dos índices de rendimiento, la producción de energía del sistema y el error de seguimiento. Los resultados muestran que la propuesta permite producir hasta un 27.75% más que un sistema fijo, considerando el consumo de energía del seguidor debido a la acción de seguimiento y una precisión de apuntado con una desviación de +/-1.8 grados. Finalmente, se proporciona un análisis y discusión basados en los resultados, concluyendo que el algoritmo propuesto es una alternativa viable para aumentar el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos seguidos.