A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions
Introduction. The huge demand of green energy over past few decades have drawn the interest of scientists and researchers. Solar energy is the most abundant and easily available source but there have been so many problems with its optimum extraction of output. The factors affecting the maximum power...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://eie.khpi.edu.ua/article/view/239496 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Electrical Engineering & Electromechanics |
Репозитарії
Electrical Engineering & Electromechanics| id |
eiekhpieduua-article-239496 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Electrical Engineering & Electromechanics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2021-12-03T08:03:07Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
renewable energy partial shading conditions maximum power point global maximum power point local maximum power point seeds runners |
| spellingShingle |
renewable energy partial shading conditions maximum power point global maximum power point local maximum power point seeds runners Khan, S.A. Mahmood, T. Awan, K.S. A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| topic_facet |
renewable energy partial shading conditions maximum power point global maximum power point local maximum power point seeds runners відновлювана енергія умови часткового затемнення локальна точка максимальної потужності (LMPP) глобальна точка максимальної потужності локальна точка максимальної потужності насіння пагони |
| format |
Article |
| author |
Khan, S.A. Mahmood, T. Awan, K.S. |
| author_facet |
Khan, S.A. Mahmood, T. Awan, K.S. |
| author_sort |
Khan, S.A. |
| title |
A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| title_short |
A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| title_full |
A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| title_fullStr |
A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| title_full_unstemmed |
A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| title_sort |
nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| title_alt |
A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions |
| description |
Introduction. The huge demand of green energy over past few decades have drawn the interest of scientists and researchers. Solar energy is the most abundant and easily available source but there have been so many problems with its optimum extraction of output. The factors affecting the maximum power point tracking of PV systems are input irradiance, temperature, load etc. The variations in irradiance level lead to partial shading that causes reduction in performance by not letting system to operate at maximum power point. Many methods have been proposed in literature to optimize the performance of PV systems but each method has shortcomings that have failed all of them. The actual problem occurs when partial shading is very strong; this is where most of the methods totally fail. So proposed work addresses this issue and solves it to the fullest. The novelty in the proposed work is that it introduces a new nature-based algorithm that works on the principle of plant propagation. It is a natural optimization technique that plants follow to survive and propagate in different environmental conditions. The proposed method efficiently tracks the global peak under all shading conditions and is simple to implement with high accuracy and tracking speed. Purpose. Building an algorithm that can track global peak of photovoltaic systems under all shading conditions and extracts the maximum possible power from the system, and is simple and easy to implement. Methods. The method is implemented in MATLAB / Simulink on an electrical model that uses a PV array model. Different shadings are applied to check for the results. Results. The results have shown that for different photovoltaic configurations the algorithm performs very good under uniform and partial shadings conditions. Its accuracy, tracking efficiency and tracking time has increased reasonably. Practical value. The project can be very beneficial to people as it enhances the performances of PV systems that can make them self-sufficient in electrical energy, focuses on sustainable development and reduces pollution. This way it can have huge impact on human life. |
| publisher |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://eie.khpi.edu.ua/article/view/239496 |
| work_keys_str_mv |
AT khansa anaturebasednovelmaximumpowerpointtrackingalgorithmforpartialshadingconditions AT mahmoodt anaturebasednovelmaximumpowerpointtrackingalgorithmforpartialshadingconditions AT awanks anaturebasednovelmaximumpowerpointtrackingalgorithmforpartialshadingconditions AT khansa naturebasednovelmaximumpowerpointtrackingalgorithmforpartialshadingconditions AT mahmoodt naturebasednovelmaximumpowerpointtrackingalgorithmforpartialshadingconditions AT awanks naturebasednovelmaximumpowerpointtrackingalgorithmforpartialshadingconditions |
| first_indexed |
2025-07-17T11:48:38Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:48:38Z |
| _version_ |
1850411986871910400 |
| spelling |
eiekhpieduua-article-2394962021-12-03T08:03:07Z A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions A nature based novel maximum power point tracking algorithm for partial shading conditions Khan, S.A. Mahmood, T. Awan, K.S. renewable energy partial shading conditions maximum power point global maximum power point local maximum power point seeds runners відновлювана енергія умови часткового затемнення локальна точка максимальної потужності (LMPP) глобальна точка максимальної потужності локальна точка максимальної потужності насіння пагони Introduction. The huge demand of green energy over past few decades have drawn the interest of scientists and researchers. Solar energy is the most abundant and easily available source but there have been so many problems with its optimum extraction of output. The factors affecting the maximum power point tracking of PV systems are input irradiance, temperature, load etc. The variations in irradiance level lead to partial shading that causes reduction in performance by not letting system to operate at maximum power point. Many methods have been proposed in literature to optimize the performance of PV systems but each method has shortcomings that have failed all of them. The actual problem occurs when partial shading is very strong; this is where most of the methods totally fail. So proposed work addresses this issue and solves it to the fullest. The novelty in the proposed work is that it introduces a new nature-based algorithm that works on the principle of plant propagation. It is a natural optimization technique that plants follow to survive and propagate in different environmental conditions. The proposed method efficiently tracks the global peak under all shading conditions and is simple to implement with high accuracy and tracking speed. Purpose. Building an algorithm that can track global peak of photovoltaic systems under all shading conditions and extracts the maximum possible power from the system, and is simple and easy to implement. Methods. The method is implemented in MATLAB / Simulink on an electrical model that uses a PV array model. Different shadings are applied to check for the results. Results. The results have shown that for different photovoltaic configurations the algorithm performs very good under uniform and partial shadings conditions. Its accuracy, tracking efficiency and tracking time has increased reasonably. Practical value. The project can be very beneficial to people as it enhances the performances of PV systems that can make them self-sufficient in electrical energy, focuses on sustainable development and reduces pollution. This way it can have huge impact on human life. Вступ. Величезний попит на зелену енергію за останні кілька десятиліть привернув увагу вчених та дослідників. Сонячна енергія є найбільш поширеним і доступним джерелом, але мало місце дуже багато проблем з оптимальним отриманням виробленої енергії. Факторами, що впливають на відстеження точки максимальної потужності фотоелектричних систем, є вхідна освітленість, температура, навантаження та ін. Зміни рівня освітленості призводять до часткового затемнення, яке викликає зниження продуктивності, не дозволяючи системі працювати на максимальній точці потужності. У літературі було запропоновано багато методів для оптимізації роботи фотоелектричних систем, але кожен метод має недоліки, які стримують їх використання. Реальні проблеми виникають, коли часткове затемнення дуже сильне; саме в цьому випадку більшість методів демонструють свої найбільші недоліки. Отже, запропонована робота присвячена цій проблемі та вирішує її повною мірою. Новизна запропонованої роботи полягає в тому, що вона запроваджує новий природний алгоритм, що працює за принципом розмноження рослин. Це природний метод оптимізації, якому слідують рослини, щоб вижити і розмножуватися в різних умовах навколишнього середовища. Запропонований метод ефективно відстежує глобальний пік за всіх умов затемнення, є простим у реалізації з високою точністю та швидкістю відстеження. Мета. Побудова алгоритму, який може відстежувати глобальні піки фотоелектричних систем при всіх умовах затінення та виділяти з системи максимально можливу потужність, є простим і легким у реалізації. Методи. Метод реалізований у MATLAB/Simulink на електричній моделі, яка використовує модель фотоелектричних елементів. Для перевірки результатів застосовуються різні затемнення. Результати. Результати показали, що для різних фотоелектричних конфігурацій алгоритм дуже добре працює в умовах рівномірного та часткового затемнення. Його точність, ефективність відстеження та час відстеження значно збільшились. Практична цінність. Проект може бути дуже корисним, оскільки він покращує характеристики фотоелектричних систем, що може зробити їх самодостатніми в електроенергетиці, концентрується на сталому розвитку та скорочує забруднення довкілля. Таким чином, це може мати величезний вплив на життя людини. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2021-12-03 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/239496 10.20998/2074-272X.2021.6.08 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 6 (2021); 54-63 Электротехника и Электромеханика; № 6 (2021); 54-63 Електротехніка і Електромеханіка; № 6 (2021); 54-63 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/239496/243338 Copyright (c) 2021 S.A. Khan, T. Mahmood, K.S. Awan http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |