Hình 7.1 Mơ hình bộ MPPT ph ơng pháp PO
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 95 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
7.1.2 K t qu mơ ph ng
Hình 7.3: Bức xạ mặt trời biên đởi theo thơi gian.
Hình 7.4: Dịng điện pin quang điê ̣n thu đ ợc với các bức xạ t ơng ứng
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 96 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 97 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
7.2. Mơ hốnh mơ phỏng hê ̣ th ng quang đi n s d ng ph ng pháp FLC trong Matlab/ Simulink.
7.2.1. Mơ hốnh mơ phỏng
Hình 7.7:Mơ hình bộ MPPT FLC
Hình 7.8:Mơ hình bộ DC-DC Boost
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 98 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
7.2.2 K t qu mơ ph ng ph ng pháp FLC:
C ờng độ sáng nh ph ơng pháp P&O
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 99 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 100 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
7.2.3. So sánh ph ng pháp P&O vƠ FLC:
7.2.3.1. Mơ h̀nh mơ ph ng
Hình 7-12 :Mơ hình bộ MPPT dùng ph ơng pháp P&O và FLC trong simulink
7.2.3.2 K t qu mơ ph ng ph ng pháp P&O vƠ FLC:
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 102 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
Hình 7- 14 :Dịng điện, điện ápvà cơng suất của PV
Các hệ th ng quang điện đ ợc đề xuất chủ yếu là khác nhau trong cách tính tốn
các thu t tốn MPPT vơi viê ̣c coi các bơ ̣chuyển đ i DC/DC là ĺ t ởng. ́ng dụng matlab đã mơ phỏng rât phong phu cac kêt quả khac nhau vơi viê ̣c ng dụng cac
thuâ ̣t toan khac nhau trong mơi tr ơng lam viê ̣c gân vơi th ̣c tê . Một s kết quả lựa chọnđ ợc trình bàyđể so sánh sự khác nhau gi a hai ph ơng pháp MPPT là P & O và FLC nhăm đanh gia ph ơng phap nao tơt hơn, hiê ̣u quả hơn.
Ĺc đầu, các thu t tốn MPPT với một cơng cụ chuyển đ i Boost lý t ởngđư đ ợc thử nghiệm. Trong tr ờng hợp s ̉ dụng thuâ ̣t toan P &O bộ điều khiển MPPT
hoạt động trên bộ chuyển đ i (duty cycle) nh ờng chỗ cho viê ̣c điêu khiển tơi u giá trị điện áp V ref cịn trong tr ơng hợp s ̉ dụng ph ơng phap logic mơ FLC thố
hoạt động của bộ MPPT dựa trên bộ chuyển đ i là điều chỉnh độ rộng xung D .
Trong hình 7.15. biểu diễn thơi gian do điểm lam viê ̣c c ̣c đa ̣i của hai ph ơng phap
P&O va ph ơ ng phap FLC (đ ơng mau xanh d ơng biểu diễn cơng suât lam viê ̣c khi s ̉ dụng ph ơng phap FLC , đ ơng mau xanh ma ̣ non biểu diễn cơng suât lam viê ̣c của pin khi s ̉ dụng thuâ ̣t toan P &O). Kêt quả cho thât ph ơng phap FLC do tìm nhanh hơn, điểm lam viêc của ph ơng phap FLC luơn tiêp câ ̣n điểm c ̣c đa ̣i gân hơn so vơi ph ơng phap P&O.
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 103 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
Hình 7.15 :Dị tìm điểm cực đại của ph ơng pháp P&O va FLC
H̀nh 7.16: Tín hiệu điện áp ngõ ra của P&O va FLC.
H̀nh 7.17: Tín hiệu điện dịng điện ngõra của P&O va FLC.
Hình 7.16 và 7.17 biểu diễn tốn hiê ̣u điê ̣n ap va dong điê ̣n của ph ơng p háp
P&O va ph ơng phap FLC . Vê gia tri ̣ thố cac giải phap trên t ơng t ơng nhau nh ng khi s ̉ dụng ph ơng phap FLC thố tốn hiê ̣u điê ̣n ap va dong điê ̣n ốt dao đợn g
hơn con s ̉ dụng ph ơng phap P &O thố tốn hiê ̣u điê ̣n ap va dong điê ̣n luơn bi ̣ dao đơ ̣ng xung quanh vi ̣ trố lam viê ̣c c ̣c đa ̣i.
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 104 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
H̀nh 7.18: Tín hiệu cơng suât ngõ ra của P&O va FLC.
Hình 7.18 (đ ơng mau xanh lá cây biểu diễn cơng suât của pin quang điê ̣n thu đ ợc khi s ̉ dụng ph ơng phap FLC , đ ơng mau xanh d ơng biễu diễn cơng suât của pin quang điện thu đ ợc khi sử dụng ph ơng ph áp P&O) cho thây cơng suât làm việc khi sử dụng ph ơng pháp P &O va ph ơng phap FLC gân nh t ơng đ ơng vơi nhau nh ng vơi thơi gian đap ng tơt hơn , tín hiệu ít dao động hơn sẽ làm cho ph ơng pháp FLC cĩ hiệu suất điều khiển ca o hơn so vơi ph ơng phap
P&O trong th ̣c tê điêu nay đơng nghố̃a vơi viê ̣c sản l ợng điê ̣n thu đ ợc khi s ̉ dụng ph ơng pháp FLC sẽ cao hơn.
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 105 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
Ch ng 8
K T LU N VÀ KI N NGH
8.1. K t lu n
Thơng qua đề tài “T i u hĩa cơng su t h th ng pin m t tr i”. Lu n văn g m những nội dung nghiên cứu sauμ
-Nghiên cứu các đặc tuyến làm việc của các tấm pin quang điện.
-Nghiên cứu hệ th ng tự định h ớng pin mặt trời.
-Nghiên cứu ly thuyêt mơ va cac ng dụng.
-Nghiên c u va mơ phỏng do tốm điểm lam viê ̣c c ̣c đa ̣i hê ̣ thơng pin quang điê ̣n s ̉ dụng thuâ ̣t toan P&O.
-́ng dụng ĺ thuyết mờ để dị tìm điểm làm việc cực đại của hệ th ng pin quang điê ̣n
-Mơ ph ng hệ th ng điều khiển đư đ ợc đề xuất trên trong mơi tr ờng
Matlab Simulink.
Kết quả mơ ph ng thu đ ợc của bộ điều khiển mờ (FLC) đ ợc so sánh với bộ điều khiển quan sát nhiễu loạn (P&O). Kết quả cho thấy bộ điều khiển mờ làm việc với hiệu suất cao, chắc chắn và thiết kế đơn giản.
Nh v y, qua nghiên cứu và kết quả mơ ph ng của ph ơng pháp đề xuất đư k t h p đ c bƠi tốn đi u khi n m vƠ bƠi tốn t i u cơng su t trong h th ng pin m t tr i.
8.2. H n ch
Mặc dù đư cĩ nhiều c gắng cùng với sự gíp đỡ của qú Thầy Cơ cùng các bạn học viên, song do điều kiện thời gian khơng cho phép nên nội dung đề tài nghiên cứu v n cịn nhiều thiếu sĩt và hạn chế.
Trong lu n văn, việc đề xuất ph ơng pháp điều khiển MPPT dùng ph ơng pháp logic mờ cịn một s hạn chế nh việc xây dựng các hàm liên thuộc và các lu t điều khiển ch a đ ợc phong ph́, ch a đ a nhiều kinh nghiệm cho lu t suy diễn để điều khiển MPPT.
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 106 HVTH: Lê NgọcPhương Bình
Kết quả mơ ph ng trên đây dựa trên các giả thiết là bộ biến đ i DC-DC đáp ứng đ ợc hồn tồn các giá trị điện áp yêu cầu của hệ MPPT, các linh kiện điện tử cơng suất ĺ t ởng, trong thực tế các bộ DC-DC, các linh kiện điện tử cơng suất cũng cĩ các ảnh h ởng rất quan trọng đến vấn đề năng l ợng, cho nên mu n cĩ cái nhìn t ng thể phải xét đến hết tất các yếu t này.
8.3. Ki n ngh vƠ h ng phát tri n đ tƠi
Nội dung lu n văn này khi giải quyết vấn đề hệ MPPT chủ yếu t p trung giải quyết sự biến đ i cơng suất do thay đ i c ờng độ chiếu sáng của mặt trời gây nên. Trong thực tế cịn cĩ hiện t ợng bĩng râm làm ảnh h ởng rất nghiêm trọng đến pin PV v n ch a giải quyết đ ợc, hy vọng các đề tài tiếp theo cĩ thể giải quyết vấn đề
này.
Đê tai nay mơi chố̉ đ ợc xây d ̣ng vơi 25 luâ ̣t nên tốn hiê ̣u ngõ ra vẫn con giao đơ ̣ng quanh điểm lam viê ̣c c ̣c đa ̣i , nêu xây d ̣ng thêm nhiêu luâ ̣t hơn n ̃a thố hê ̣ thơng sẽlàm việc hiệu quả hơn và hiệu suất sẽ đ ợc cải thiện nhiều hơn nữa.
Triển khai ph ơng pháp sử dụng logic mờ điều khiển chọn điểm cơng suất lớn nhất hệ th ng pin mặt trời cấp cho tải DCbằng thực nghiệm.
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 107 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
TÀI LI U THAM KH O TI NG VI T
1. Ts. Hồng D ơng Hùng, Năng l ợng mặt trời lý thuyết và ứng dụng, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng.
2. Nguyễn Cơng Vân, Năng l ợng mặt trời,nhà xuất bản khoa học và kỹ thu t,
2005.
3. Trân Minh Luân. Luâ ̣n văn: Phát triển bộ tích trữ t i đa của pin năng l ợng mặt
trời, 2010.
4. Kiều Xuân Thực Vũ Thị Thu H ơng, Vũ trung Kiên - Vi điều khiểnμ cấu tŕc ậ l p trình và ứng dụng - Nhà xuất bản giáo dục, 2010.
5. Nguyễn Tr ờng Đan Vũ - lu n vănμ Nghiên cứu và ứng dụng giải thu t ANN-
IncCond MPPT cho hệ th ng Pin mặt trời dựa trên nền tảng FPGA, 2010. 6. Viện khí t ợng thủy văn (http://www.imh.ac.vn/).
TI NG ANH
7. A. Mellit., M. Benghanme., A.Hadj Arab., A. Guessoum. Control of stand alone photovoltaic system using fuzzy logic controller. Proceedings of the Fourteenth Symposium on Improving Building Systems in Hot and Humid Climates, Richardson, 2004.
8. A.Daoud., A. Midoun. A Fuzzy Logic Based Photovoltaic Maximum Power.
9. Akihiro Oi. Design and Simulation of Photovoltaic Water Pumping System,
2005.
10. Chun Hua Li., Xin jian Zhu., Guang yi Cao., Wan qi Hu., Sheng Sui., Ming ruo Hu. A maximum power point tracker for photovoltaic energy systems based on fuzzy neural networks, Journal of Zhejiang University Science a issn, 2011. 11. First Solar Việt Nam ậdự án cơng nghệ cao đầu năm 2011.
12. Fuzzy Logic Toolbox For Use with MATLAB (www.tailieu.vn) 13. Gilbert. Renewable and efficient electric power systems, 2004.
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 108 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
14. Houria Boumaaraf., Abdelaziz Talha. Modeling of a Photovoltaic Panel and the Search for its Maximum Power Point Tracking, EFEEA’10 International
Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications, Algeria, 2010.
15. J. H. Enslin et al. Integrated Photovoltaic Maximum Power Point Tracking.
16. L. Chaar. ―Solar Power Conversion. Elsevier Inc. pp. 661-673.
17. M. A. S. Masoum., M. Sarvi. A new fuzzy-based maximum power point tracker for photovoltaic applications. Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, 2005.
18. M.S. Aït Cheikh., C. Larbe.s, G.F. Tchoketch Kebir., A. Zerguerras. Maximum power point tracking using a fuzzy logic control scheme, Revue des Energies Renouvelables, 2007.
19. Mayssa Farhat., Lassâad Sbita. Advanced Fuzzy MPPT Control Algorithm for Photovoltaic, Science Academy Transactions on Renewable Energy Systems Engineering and Technology, 2011.
20. Min Kuang Wu. Microcontroller Implementation of Low-Cost Maximum Power Point Tracking Methods for Photovoltaic System, Southern Taiwan
University Department of Mechanical EngineeringbMaster’s Thesis, 2010. 21. Mohamed Salhi., Rachid El-Bachtri., Maximum Power Point Tracker using
Fuzzy Control for Photovoltaic System, International Journal of Research and Reviews in Electrical and Computer Engineering, 2011.
22. Muhammad H. Rashid. Power Electronics Handook, 2000.
23. Neson Diaz., Johann Hern´andez., Oscar Duarte. Fuzzy Maximum ower Point TrackingTechniques Applied to a Grid-Connected Photovoltaic System- Descent to Maximum Power Point Tracking Universidad Nacional, Colombia, 2010. 24. Nopporn Patcharaprakitia., Suttichai Premrudeepreechacharnb., Yosanai
Sriuthaisiriwong. Maximum power point tracking using adaptive fuzzy logic control for grid-connected photovoltaic system, Department of Electrical
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 109 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
Engineering, Rajamagala Institute of Technology, Chiang Rai 57120, Thailand, 2011.
25. Pongsakor Takun., Somyot Kaitwanidvilai., Chaiyan Jettanasen. Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Control for Photovoltaic Systems, IMCES, HongKong, 2011.
26. Pongsakor Takun., Somyot Kaitwanidvilai., Chaiyan Jettanasen. Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Control for Photovoltaic Systems. Proceedings of International Multiconference of Engineers and Computer Scientists, Hong Kong, 2011.
27. Subiyanto., Azah Mohamed., M A Hanan., Hamimi Fadziati Abd Wahab.,
Photovoltaic Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Controller, Proceedings of the Regional Engineering Postgraduate Conference, 2009.
28. Syafrudin Masri, Pui-Weng Chan “Development of a microcontroller – based boost converter for photovoltaic system” ISSN 1450-216X, Tracker Controller,
Southern Taiwan University, Master’s Thesis, 2010.
29. Mei Shan Ngan, Chee Wei Tan - A Study of Maximum Power Point Tracking
Algorithms for Stand-alone Photovoltaic Systems - 2011 IEEE Applied Power Electronics Colloquium (IAPEC).
TÀI LI U INTERNET 30. www.renewbl.com 31. www.pv.unsw.edu.au n.jpg 32. http://www.hepza.hochiminhcity.gov.vn 33. http://ebookfreetoday.com/view-pdf.php?bt=A-Maximum-Power-Point- Tracking-of-PV-System-by-Scaling-Fuzzy 34. http://www.dienmattroi.com/ung-dung-doi-song/144-ung-dung-nang-luong- mat-troi-tai-viet-nam.html.
35. Energy Information Administration (EIA). ―International Energy Outlook 2009. (http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/world.html).