Khi tất cả các tế bào trong một mô-đun (hoặc tất cả các mô-đun trong một mảng) đều trải qua cùng điều kiện môi trường về độ bức xạ và nhiệt độ, các đặc tính này chỉ đơn giản là mở rộng từ trường hợp của một tế bào đơn lẻ. Tuy nhiên, nếu một tế bào đơn lẻ trong một chuỗi bị che khuất, khả năng đầu ra của toàn bộ chuỗi sẽ được giới hạn ở mức của ô bị bóng che nhiều nhất. Để giảm nhẹ tác động này, các diode bypass được đưa vào mô-đun để cung cấp một đường dẫn thay thế và đảm bảo tránh khỏi sự hình thành điểm nóng và tổn hại đến tế bào PV[35]. Đối với một mơ-đun có diode bypass, khi các điều kiện môi trường không đồng nhất xảy ra trên các ô hoặc các mô đun, các đặc tính trở nên phức tạp hơn. Trong trường hợp các điều kiện không đồng nhất cho 3 mơ-đun, các đặc tính I-V và P-V kết quả được hiển thị trong Hình 2.21. Trong trường hợp này, có ba điểm duy nhất có thể là Điểm năng lượng cực đại (MPP). Tuy nhiên, chỉ một trong số đó là GMPP thực tế tồn cục (GMPP), và hoạt động tại bất kỳ điểm nào khác có thể làm giảm đáng kể cơng suất sẵn có.
Hình 2. 21 Đặc tính bóng che một phần với bức xạ 1000W/m2, 700W/m2, 300W/m2 Các chiến lược MPPT được thiết kế để cho phép một hệ thống PV theo dõi công suất tối đa tối ưu. Nhiều kỹ thuật này dựa trên việc sử dụng gradient của đường cong P-V để định vị MPP ví dụ như trong các nghiên cứu [36-39]. Kết quả là, các kỹ thuật này có thể theo dõi điểm tồn cục hoặc địa phương vì khơng có cơ chế để phân biệt cục bộ hay tồn cục.
Các kỹ thuật MPPT thông thường bao gồm theo dõi và quan sát (P&O), tăng tổng dẫn (INC), điện áp mạch hở và dòng ngắn mạch, kiểm soát tương quan Ripple, quỹ đạo MPP, điều khiển kiểm soát cực trị (ESC), cực đại hóa điện áp tải và dịng điện tải và các phương pháp khác được trình bày cụ thể trong các nghiên cứu [40-43]. Hầu hết các kỹ thuật này được thiết kế để xử lý trường hợp điều kiện môi trường đồng nhất và do đó chúng dừng lại khi xác định vị trí cực đại đầu tiên. Trong điều kiện không đồng nhất, các kỹ thuật này có thể dẫn đến năng lượng hệ thống ít hơn đáng kể so với năng lượng PV phát ra. Những hạn chế khác của các kỹ thuật này nữa là tốc độ theo dõi và trạng thái ổn định [44-46], khơng thể phân biệt được cực đại tồn cục hoặc cục bộ hoặc chỉ hoạt động hiệu quả dưới một số điều kiện không đồng nhất[47-48]. Các kỹ thuật này cũng có thể bị phụ thuộc vào các thơng số cụ thể của hệ thống thay đổi theo thời gian [40], [49-50], nhầm lẫn trong điều kiện môi trường thay đổi nhanh [46] và tổn thất công suất trong các phép đo như điện áp hở mạch và Dòng ngắn mạch [40], [45-51].
Trong điều kiện ngồi trời, độ chiếu sáng có thể thay đổi nhanh chóng và trên các hệ thống PV lớn, vấn đề mây che có thể gây ra các hiện tượng bóng che. Các trở ngại trong mơi trường như cây cối và các tịa nhà cũng dẫn đến việc che bóng các bộ phận của hệ thống. Trong luận văn này, sự kết hợp của bóng tĩnh từ các vật thể và
bóng động từ việc mây che phủ…. sẽ được gọi là điều kiện PV bị bóng che từng phần (Partial Shading Conditions -PSC).
Đối với các điều kiện đồng nhất, các yêu cầu chính cho kỹ thuật MPPT bao gồm theo dõi nhanh, phản ứng nhanh với những thay đổi về điều kiện môi trường, độ bền của sự nhiễu loạn và sự xuống cấp của các tấm panel do tuổi tác gây ra và có hiệu quả cao trong phạm vi công suất rộng [51]. Trong điều kiện PSC, những yêu cầu này vẫn được áp dụng, nhưng kỹ thuật này cũng phải có khả năng theo dõi GMPP chứ khơng phải là một MPP địa phương. Kỹ thuật MPPT (GMPPT) tồn cục cần có khả năng xác định nhanh chóng cực đại tồn cục theo các điều kiện thay đổi với chi phí hợp lý và sự phức tạp trong triển khai, và khơng có các tham số phụ thuộc hệ thống.
Luận văn này sẽ đưa ra phương án để giải quyết các điều kiện bức xạ nhanh chóng thay đổi mà trong đó những hạn chế của kỹ thuật MPPT thông thường (P&O; INC) sẽ không thực hiện được.
Chương 3: ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐÁP ỨNG CÁC ĐIỀU KIỆN THAY ĐỔI KIỆN THAY ĐỔI
3.1 Phân tích các đường cong đặc trưng trong điều kiện PSC
Nhằm tránh việc quét trên toàn bộ các điện áp của pin một cách vô định, các phương pháp để xác định sự hiện diện của PSC là rất cần thiết. Cần lưu ý rằng khi một dãy PV nằm trong điều kiện bức xạ mặt trời giống nhau Hình 3.1 (a), mỗi mơ đun PV hoạt động như một nguồn, và tất cả các mơ đun đều giống hệt nhau về điện áp, dịng điện và công suất ngõ ra bất cứ lúc nào. Nhưng trạng thái này thay đổi khi có bóng che.