Ở thuật toán này, tín hiệu nhiễu được đưa vào hệ thống làm công suất của pin PV thay đổi. Nếu như công suất tăng lên do nhiễu thì tín hiệu nhiễu sẽ tiếp tục theo hướng đó, cho tới khi chạm tới điểm có công suất lớn nhất. Sau đó, công suất giảm đi và do đó tín hiệu nhiễu phải đi theo hướng ngược lại.
Hình 3.6. Thuật toán nhiễu và theo dõi (Perturb and Observe)
Chương 3. Pin năng lượng mặt trời và thuật toán tìm điểm công suất cực đại (MPPT)
Bởi vì tấm pin PV được nối với bộ biến đổi năng lượng (có thể là bộ DC/DC), nên sự nhiễu tỉ số duty cycle của bộ biến đổi sẽ làm nhiễu dòng đầu ra của tấm pin PV, kéo theo làm nhiễu điện áp đầu ra của pin. Biến nhiễu này có thể mang dấu âm hoặc dương, do đó điểm làm việc có thể di chuyển sang trái hoặc sang phải so với điểm MPP. Khi đạt tới trạng thái ổn định, thuật toán này làm cho hệ thống dao động quanh điểm công suất lớn nhất. Với mục đích giữ cho sự thay đổi công suất là nhỏ thì tín hiệu nhiễu đưa vào phải được giữ rất nhỏ, tuy nhiên điều này lại làm chậm đi quá trình tracking. Biện pháp khắc phục ở đây là tạo ra một dải nhiễu có độ lớn thay đổi, cụ thể là càng nhỏ dần khi tiến về điểm MPP. Phương pháp tối ưu hóa độ lớn của tín hiệu nhiễu tiếp theo được thực hiện bằng bộ điều khiển logic mờ (fuzzy logic control).
Cũng có thể phân quá trình tracking MPP thành 2 giai đoạn, giai đoạn đầu người ta dò nhanh đến lân cận điểm MPP, và giai đoạn thứ 2 là quá trình tracking mịn và chính xác điểm MPP. Giai đoạn đầu có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các biểu thức phi tuyến để tìm được điểm làm việc ban đầu gần nhất với điểm MPP có thể.
Người ta cũng chỉ ra rằng, thuật toán P&O làm việc tốt với các giá trị tức thời (thay vì giá trị trung bình) của điện áp và dòng điện đầu ra pin PV, miễn là sự trích mẫu xảy ra đúng 1 lần trong từng chu kì đóng cắt. Trong khi đó, tần số trích mẫu cũng phải đủ lớn để thuật toán được thực hiện chính xác.
Có thể nhận thấy rằng tồn tại tổn thất công suất bởi quá trình nhiễu cũng như sự thiếu chính xác khi tracking công suất khi điều kiện môi trường thay đổi nhanh (λ thay đổi nhanh…). Điều này được minh họa ở hình vẽ dưới đây:
Chương 3. Pin năng lượng mặt trời và thuật toán tìm điểm công suất cực đại (MPPT)
Giả sử ban đầu điểm làm việc ở A nếu như điều kiện môi trường gần như không đổi. Lượng nhiễu ∆V của điện áp V đầu ra tấm pin sẽ khiến điểm làm việc di chuyển tới B và sau đó, do công suất tại B nhỏ hơn tại A nên hướng của nhiễu ∆V là hướng ngược lại, mục đích là dịch chuyển điểm làm việc về A. Tuy nhiên, nếu cường độ ánh sáng tới λ thay đổi nhanh trong phạm vi 1 chu kì trích mẫu thì đường cong đặc tính sẽ chuyển từ P1 sang P2. Lúc này, theo lập luận ở trên, điểm làm việc sẽ di chuyển tới C, và công suất lúc này tăng lên chứ không phải giảm xuống, do đó, hướng của biến nhiễu ∆V vẫn giữ nguyên và điểm làm việc thì ngày càng xa điểm MPP nếu λ tiếp tục tăng như thế.
Để khắc phục nhược điểm trên khi điều kiện môi trường thay đổi nhanh, người ta đưa ra thuật toán P&O so sánh trọng lượng 3 điểm (Three-point weight comparision Method) :
Hình 3.9. Thuật toán P&O so sánh trọng lượng 3 điểm
Thuật toán này so sánh công suất điểm làm việc hiện tại với công suất tại 2 điểm làm việc trước đó trước khi đưa ra quyết định về dấu của biến nhiễu cho trạng thái tiếp theo.
Tuy nhiên, thuật toán này vẫn được sử dụng phổ biến bởi tính đơn giản và hiệu quả tương đối cao.
Nhận xét: Theo định luật bảo toàn công suất ta có Pin=Pout, như vậy khi tải là ác quy ta hoàn toàn có thể dùng điện áp đầu vào và dòng tải như là biến để checking công suất lúc này ta có thuật toán MPPT với dòng tải, và điện áp pin.
Chương 3. Pin năng lượng mặt trời và thuật toán tìm điểm công suất cực đại (MPPT)