O editor de Downcodes traz para você uma explicação detalhada do algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima fotovoltaica (MPPT). Este artigo irá se aprofundar em vários algoritmos MPPT convencionais, incluindo método de condutância incremental, método de observação de perturbações, método de tensão constante e algoritmo de otimização de enxame de partículas, analisar suas vantagens, desvantagens e cenários aplicáveis, e ajudá-lo a entender melhor o núcleo da tecnologia fotovoltaica. Iremos elaborar de forma abrangente os princípios do algoritmo, vantagens e desvantagens e aplicações práticas, e nos esforçaremos para ser concisos, claros e fáceis de entender.
Algoritmos de rastreamento de ponto de potência máxima fotovoltaica (MPPT) realmente práticos e não preenchidos com tese incluem principalmente método de condutância incremental (Incremental Conductance, IncCond), método de perturbação e observação (Perturb and Observe, P&O) e método de tensão constante (Tensão Constante, CV ) e algoritmo de otimização de enxame de partículas (Particle Swarm Optimization, PSO), etc. Esses algoritmos tornaram-se uma tecnologia indispensável em sistemas solares fotovoltaicos devido à sua eficiência, estabilidade e ampla gama de aplicações em aplicações práticas. O método de condutividade incremental tem características de resposta rápida e alta precisão. Especialmente quando as condições de iluminação mudam rapidamente, ele pode rastrear efetivamente o ponto de potência máxima (MPP) para garantir a operação eficiente do sistema.
O método de condutância incremental é um método para determinar a posição do ponto de potência máxima com base na condutância e suas alterações incrementais. O algoritmo rastreia o ponto de potência máxima com base na condição de que a derivada da potência de saída do conjunto fotovoltaico em relação à tensão seja igual a zero. O princípio é calcular a diferença entre a condutância incremental e a condutância instantânea monitorando as mudanças de tensão e corrente do conjunto fotovoltaico e usar essa diferença para determinar a direção do ponto de potência máxima.
A vantagem do método de condutividade incremental é que ele pode teoricamente rastrear com precisão o ponto de potência máxima, especialmente quando as condições ambientais mudam, como mudanças na intensidade da luz e na temperatura, ele pode se adaptar rapidamente a tais mudanças para garantir que o sistema fotovoltaico sempre trabalhe em é o melhor. Além disso, em comparação com outros algoritmos, o método de condutividade incremental apresenta melhor estabilidade e precisão.
O método de observação de perturbações é outro algoritmo MPPT amplamente utilizado. Seu princípio de funcionamento é determinar a direção do ponto de potência máxima fazendo continuamente pequenas perturbações no ponto de operação do arranjo fotovoltaico e observando o impacto dessas perturbações na potência de saída. Se a perturbação fizer com que a potência de saída aumente, continue a perturbação nesta direção; se fizer com que a potência diminua, mude a direção da perturbação.
As principais vantagens do método de perturbação e observação são a simplicidade de implementação e o baixo custo, tornando-o um dos algoritmos MPPT preferidos para muitos sistemas fotovoltaicos. No entanto, o método de observação de perturbações pode ter as desvantagens de uma velocidade de rastreamento lenta e incapacidade de localizar com precisão o ponto de potência máxima sob condições ambientais em rápida mudança. Além disso, perturbações frequentes podem causar flutuações na potência do sistema, afetando a eficiência geral do sistema.
O método de tensão constante é um algoritmo MPPT relativamente simples. Sua ideia central é que existe uma tensão operacional ideal aproximadamente constante perto do ponto de potência máxima do conjunto fotovoltaico. Através deste recurso, o algoritmo só precisa manter o conjunto fotovoltaico próximo a este ponto de tensão ideal. Este ponto de tensão ideal geralmente é obtido através de uma série de testes prévios e armazenado nas configurações do controlador.
A vantagem do método de tensão constante é que ele é extremamente simples e de baixo custo, sendo adequado para situações onde a luz e a temperatura mudam pouco. Contudo, uma vez que não consegue responder dinamicamente às mudanças nas condições ambientais, pode nem sempre funcionar no ponto de potência máxima em aplicações práticas, especialmente em ambientes com grandes mudanças de luz e temperatura.
O algoritmo de otimização de enxame de partículas é uma ferramenta de otimização baseada em inteligência de enxame que simula o comportamento predatório de um bando de pássaros para encontrar a solução ideal. No campo do MPPT fotovoltaico, o algoritmo PSO encontra a potência máxima de saída do conjunto fotovoltaico inicializando um grupo de "partículas" (ou seja, possíveis soluções) e atualizando iterativamente as posições e velocidades dessas partículas.
A principal vantagem do algoritmo PSO é a sua forte capacidade de busca global, que pode evitar melhor cair em soluções ótimas locais e é adequado para lidar com problemas de múltiplos picos. Além disso, o algoritmo PSO possui forte capacidade adaptativa e o ajuste dos parâmetros é relativamente simples. No entanto, a quantidade de cálculo do algoritmo PSO é relativamente grande, o que pode trazer certos desafios aos sistemas fotovoltaicos com recursos computacionais limitados.
Ao selecionar um algoritmo MPPT adequado, fatores como o ambiente real de aplicação, orçamento de custos e requisitos de desempenho do sistema fotovoltaico devem ser considerados de forma abrangente. O método de condutância incremental, o método de observação de perturbação, o método de tensão constante e o algoritmo de otimização de enxame de partículas têm suas próprias vantagens e desvantagens. Pela compreensão profunda dos princípios de funcionamento e características desses algoritmos, o algoritmo MPPT mais apropriado pode ser selecionado para o. sistema fotovoltaico para obter coleta e conversão de energia eficiente e estável.
1. Qual é o algoritmo MPPT fotovoltaico e sua função? O algoritmo MPPT fotovoltaico é um algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima para sistemas fotovoltaicos. Sua função é garantir que o sistema fotovoltaico converta a energia solar com a mais alta eficiência e atinja a máxima produção de energia. O algoritmo MPPT fotovoltaico ajusta continuamente a tensão ou corrente da bateria para manter o painel fotovoltaico no ponto de operação ideal, maximizando assim o uso dos recursos de energia solar.
2. Quais são os algoritmos MPPT fotovoltaicos comumente usados atualmente? Atualmente, os algoritmos MPPT fotovoltaicos comumente usados incluem o algoritmo Perturb and Observe (P&O), algoritmo de Condutância Incremental (IncCond), algoritmo de Modo de Rastreamento, etc. Cada algoritmo possui suas características e cenários aplicáveis. Por exemplo, o algoritmo P&O é simples e fácil de implementar e é adequado para a maioria dos sistemas fotovoltaicos; o algoritmo IncCond tem alta precisão e resposta rápida e é adequado para cenas com grandes mudanças nas condições de iluminação; sistemas fotovoltaicos de nível e podem aproveitar ao máximo a capacidade de geração de energia múltipla da estrutura do palco.
3. Como escolher um algoritmo MPPT fotovoltaico adequado? A escolha de um algoritmo MPPT fotovoltaico adequado deve ser considerada com base na situação real. Em primeiro lugar, a estabilidade das condições de iluminação deve ser considerada. Se as condições de iluminação mudam frequentemente, pode escolher um algoritmo com velocidade de resposta mais rápida, como o algoritmo IncCond. Em segundo lugar, o custo e a complexidade do sistema devem ser considerados. Alguns algoritmos simples, como o algoritmo P&O, são adequados para cenários com requisitos de custos mais baixos. Além disso, os requisitos de confiabilidade e eficiência do sistema precisam ser considerados para selecionar o algoritmo mais adequado para atingir a potência máxima do sistema fotovoltaico.
Espero que este artigo possa ajudá-lo a entender melhor o algoritmo MPPT fotovoltaico. A escolha do algoritmo adequado é crucial para melhorar a eficiência do sistema fotovoltaico. O editor de Downcodes recomenda que você escolha com base nas necessidades reais.