Estimación de parámetros de diferentes modelos de circuitos equivalentes de células solares y varios módulos fotovoltaicos utilizando variantes híbridas del algoritmo de tejón de la miel y el optimizador de tropas artificiales de gorilas
Autores: Rawa, Muhyaddin; Abusorrah, Abdullah; Al-Turki, Yusuf; Calasan, Martin; Micev, Mihailo; Ali, Ziad M.; Mekhilef, Saad; Bassi, Hussain; Sindi, Hatem; Aleem, Shady H. E. Abdel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estimación de parámetros de diferentes modelos de circuitos equivalentes de células solares y varios módulos fotovoltaicos utilizando variantes híbridas del algoritmo de tejón de la miel y el optimizador de tropas artificiales de gorilas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Célula solar
Modelos de circuitos equivalentes
Algoritmo de optimización
Estimación de parámetros
Módulos fotovoltaicos
Características de convergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los parámetros de los modelos de circuito equivalente de la célula solar tienen un papel significativo en la evaluación del rendimiento de las células solares y el seguimiento de las variaciones operativas. En este sentido, estimar los parámetros de la célula solar es una tarea difícil porque las células tienen características no lineales de corriente-voltaje. Por lo tanto, generalmente se requiere un algoritmo de optimización rápido y preciso para resolver este problema de ingeniería de manera efectiva. Este documento propone dos variantes híbridas del algoritmo de tejón (HBA) y el optimizador de tropas de gorilas artificiales (GTO) para estimar los parámetros de la célula solar. Los algoritmos propuestos minimizan el error cuadrático medio () entre los resultados de medición y simulación. En la primera variante, GTO se utiliza para determinar la población inicial de HBA, mientras que en la segunda variante, HBA se utiliza para determinar la población inicial de GTO. Estas variantes pueden mejorar eficientemente las características de convergencia. Los algoritmos de optimización propuestos se aplican para la estimación de parámetros de diferentes modelos de circuito equivalente de células solares y varios módulos fotovoltaicos (PV). Específicamente, los algoritmos propuestos prueban tres modelos equivalentes de células solares: de una sola diodo, de doble diodo y de triple diodo. Se investigan diferentes módulos fotovoltaicos, como la célula solar RadioTechnique Compelec (RTC) France, el módulo solar de 60 vatios de Multicristalino de Solarex (MSX 60) y el panel solar de Photowatt, Francia (Photo-watt PWP 201). Además, la aplicabilidad de los algoritmos de optimización propuestos se verifica utilizando los resultados obtenidos de un módulo solar comercial llamado Módulo PV Monocristalino de Shell (SM55) con diferentes niveles de irradiación y temperatura. Los buenos resultados de los algoritmos propuestos muestran que pueden mejorar eficientemente la velocidad de convergencia y la precisión de los resultados obtenidos en comparación con otros algoritmos utilizados para la estimación de parámetros de modelos de circuito equivalente de PV en la literatura, particularmente en términos de los valores de y las pruebas estadísticas. Además, los parámetros estimados por los métodos propuestos se ajustan perfectamente a los datos de simulación en diferentes niveles de irradiación y temperatura para el módulo PV comercial.
Descripción
Los parámetros de los modelos de circuito equivalente de la célula solar tienen un papel significativo en la evaluación del rendimiento de las células solares y el seguimiento de las variaciones operativas. En este sentido, estimar los parámetros de la célula solar es una tarea difícil porque las células tienen características no lineales de corriente-voltaje. Por lo tanto, generalmente se requiere un algoritmo de optimización rápido y preciso para resolver este problema de ingeniería de manera efectiva. Este documento propone dos variantes híbridas del algoritmo de tejón (HBA) y el optimizador de tropas de gorilas artificiales (GTO) para estimar los parámetros de la célula solar. Los algoritmos propuestos minimizan el error cuadrático medio () entre los resultados de medición y simulación. En la primera variante, GTO se utiliza para determinar la población inicial de HBA, mientras que en la segunda variante, HBA se utiliza para determinar la población inicial de GTO. Estas variantes pueden mejorar eficientemente las características de convergencia. Los algoritmos de optimización propuestos se aplican para la estimación de parámetros de diferentes modelos de circuito equivalente de células solares y varios módulos fotovoltaicos (PV). Específicamente, los algoritmos propuestos prueban tres modelos equivalentes de células solares: de una sola diodo, de doble diodo y de triple diodo. Se investigan diferentes módulos fotovoltaicos, como la célula solar RadioTechnique Compelec (RTC) France, el módulo solar de 60 vatios de Multicristalino de Solarex (MSX 60) y el panel solar de Photowatt, Francia (Photo-watt PWP 201). Además, la aplicabilidad de los algoritmos de optimización propuestos se verifica utilizando los resultados obtenidos de un módulo solar comercial llamado Módulo PV Monocristalino de Shell (SM55) con diferentes niveles de irradiación y temperatura. Los buenos resultados de los algoritmos propuestos muestran que pueden mejorar eficientemente la velocidad de convergencia y la precisión de los resultados obtenidos en comparación con otros algoritmos utilizados para la estimación de parámetros de modelos de circuito equivalente de PV en la literatura, particularmente en términos de los valores de y las pruebas estadísticas. Además, los parámetros estimados por los métodos propuestos se ajustan perfectamente a los datos de simulación en diferentes niveles de irradiación y temperatura para el módulo PV comercial.