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Mejorando el rendimiento del motor de corriente continua en derivación alimentado por fotovoltaicos para el bombeo de agua a través de la optimización por lógica difusa

Autores: Alkuhayli, Abdulaziz; Noman, Abdullah M.; Al-Shamma"a, Abdullrahman A.; Abdurraqeeb, Akram M.; Alharbi, Mohammed; Hussein Farh, Hassan M.; Qamar, Affaq

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Mejorando el rendimiento del motor de corriente continua en derivación alimentado por fotovoltaicos para el bombeo de agua a través de la optimización por lógica difusa


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Controlador de lógica difusa
Módulos fotovoltaicos
Eficiencia
Voltaje
Seguimiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento aborda el desafío crítico de optimizar el seguimiento del punto de máxima potencia (MPP) de los módulos fotovoltaicos (PV) bajo condiciones de carga y ambientales variables. Se ha propuesto un diseño novedoso de controlador de lógica difusa para mejorar la precisión y adaptabilidad del monitoreo y ajuste del MPP. El objetivo de la investigación es mejorar la eficiencia y la capacidad de respuesta de los sistemas PV aprovechando el voltaje y la potencia como parámetros de entrada para generar un ciclo de trabajo optimizado para un convertidor buck-boost. Este sistema se prueba tanto a través de simulaciones como de validación experimental, comparando su rendimiento con el método convencional de perturbación y observación (P&O). Nuestra metodología incluye pruebas rigurosas bajo diversas condiciones, como fluctuaciones de temperatura, variaciones de irradiancia y cambios repentinos de carga. La técnica de lógica difusa se implementa para ajustar el voltaje de referencia cada 100 us, asegurando una optimización continua de la operación del módulo PV. Los resultados revelaron que el controlador de lógica difusa propuesto logra una eficiencia de seguimiento de aproximadamente 99.43%, en comparación con 97.83% para el método P&O convencional, demostrando su rendimiento superior. Para la validación experimental, se utilizó un convertidor prototipo de 150 W controlado por una solución integrada dSPACE DS1104. Las pruebas en el mundo real involucraron tanto una carga estática resistiva como una carga dinámica representada por un motor de corriente continua en derivación. Los resultados experimentales confirmaron la robustez y fiabilidad del controlador de lógica difusa en el mantenimiento de la operación óptima del MPP, superando significativamente a los métodos tradicionales. En resumen, esta investigación introduce y valida una estrategia innovadora de control de lógica difusa para el seguimiento del MPP, contribuyendo al avance de la eficiencia del sistema PV. Los hallazgos destacan la efectividad del enfoque propuesto para optimizar consistentemente el rendimiento del módulo PV en diversos escenarios de prueba.

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