So sánh các giải thuật MPPT

Một phần của tài liệu Nghiên cứu và phát triển giải thuật mppt cho pin năng lượng mặt trời (Trang 61 - 64)

CHƯƠNG 3 MAXIMUM POWER POINT TRACKING

3.7 So sánh các giải thuật MPPT

Có rất nhiều giải thuật MPPT khác nhau hiện được sử dụng cho hệ thống điện mặt trời. Tác giả không thể xác định rõ ràng là giải thuật nào tốt hơn, thay vào đó là giải thuật nào phù hợp nhất với từng ứng dụng cụ thể. Một số khía cạnh chính để xem xét giải thuật MPPT nào tốt hơn được trình bày như sau:

3.7.1 Độ phức tạp thực hiện

Dễ dàng thực hiện là một yếu tố quan trọng để quyết định phương pháp MPPT được sử dụng. Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào sự hiểu biết của người dùng cuối.

Trong một số trường hợp quen sử dụng mạch tương tự thì những phương pháp như tỷ lệ dòng điện ngắn mạch hoặc điện áp hở mạch, RCC, … là những lựa chọn tốt.

Trong những trường hợp khác hoạt động với mạch số yêu cầu phần mềm và lập trình thì những phương pháp được chọn như P&O, INC, điều khiển mờ, mạng nơron, và điều khiển hồi tiếp dP/dV hoặc dI/dV. Hơn nữa một vài phương pháp MPPT chỉ sử dụng cho trường hợp cụ thể.

3.7.2 Số lượng cảm biến yêu cầu

Số lượng cảm biến yêu cầu để thực hiện MPPT cũng ảnh hưởng tới quá trình quyết định. Các cảm biến thường được sử dụng để đo điện áp và dòng điện, chúng càng đơn giản sử dụng và đột tin cậy cao thì càng tốt. Hơn nữa, cảm biến dòng điện thì

HVTH: Ngô Ngọc Thạch GVHD: Nguyễn Quang Nam thường đắt và có kích thước lớn. Điều này có thể gây bất tiện trong hệ thống mà bao gồm nhiều hệ pin quang điện với các bộ dò MPP độc lập. Trong những trường hợp như vậy sẽ tiết kiệm hơn khi sử dụng phương pháp MPPT mà chỉ yêu cầu một cảm biến hoặc có thể ước lượng dòng điện từ điện áp. Cảm biến đo cường độ bức xạ thì không thường được sử dụng ngay cả với những phương pháp cần cảm biến này như điều khiển dòng tuyến tính và phương pháp tính toán IMPP và VMPP.

3.7.3 Khả năng dò nhiều điểm cực đại cục bộ

Việc xuất hiện nhiều điểm cực đại cục bộ bởi vì hệ pin quang điện bị che khuất một phần, đây có thể là trở ngại cho việc dò MPP. Công suất thu được từ hệ thống có thể bị giảm nếu dò được điểm cực đại cục bộ thay vì điểm MPP thực. Như đã được đề cập ở phần trước phương pháp quét dòng điện dò được điểm MPP thực ngay cả trong trường hợp có nhiều điểm cực đại cục bộ. Tuy nhiên, những phương pháp khác yêu cầu một giai đoạn thêm vào để bỏ qua điểm cực đại cục bộ không mong muốn và di chuyển điểm hoạt động đến điểm MPP thực.

3.7.4 Giá thành

Sẽ rất khó khăn khi đề cập tới giá thành với từng phương pháp MPPT trừ khi ta phải xây dựng và thực hiện chúng. Thật may mắn là vấn đề này nằm ngoài giới hạn của đề tài. Tuy nhiên, giá thành của hệ thống sẽ được biết khi sử dụng kỹ thuật tương tự hoặc số, hay độ phức tạp của phần mền lập trình, và số lượng cảm biến được sử dụng trong hệ thống. Thường thì thực hiện mạch tương tự cho giá thành rẻ hơn mạch số.

Số lượng cảm biến dòng sử dụng càng ít thì giá thành hệ thống càng giảm.

3.7.5 Ứng dụng

Các phương pháp MPPT khác nhau được trình bày ở trên sẽ phù hợp với các ứng dụng khác nhau.

Các vệ tinh và trạm không gian giá thành và độ phức tạp không phải là vấn đề, vấn đề quan trọng là hiệu suất và độ tin cậy cao. Giải thuật phải luôn dò được MPP trong thời gian ngắn nhất và không yêu cầu điều chỉnh định kỳ. Trong trường hợp này các giải thuật như P&O, INC, và RCC là xấp xỉ nhau.

HVTH: Ngô Ngọc Thạch GVHD: Nguyễn Quang Nam Xe điện mặt trời thì yêu cầu tốc độ hội tụ MPP nhanh. Những giải thuật như điều khiển mờ, mạng nơron, RCC là lựa chọn tốt trong trường hợp này. Tải chính của xe điện mặt trời bao gồm accu, vì vậy phương pháp cực đại dòng điện hoặc điện áp cũng được xem xét.

Trong khi đó các ứng dụng cho hộ dân cư gặp vấn đề che khuất một phần, thời gian hoàn vốn ngắn, khả năng dò MPP nhanh. Phương pháp MPPT phù hợp là INC hai giai đoạn, quét dòng điện.

Hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời chỉ bao gồm quá trình sạc vào accu ban ngày. Vì vậy không cần những yêu cầu chặt chẽ. Thực hiện đơn giản và giá thành thấp là yếu tố quan trọng, phương pháp phù hợp như tỷ lệ điện áp hở mạch hoặc dòng điện ngắn mạch.

Tác giả không thể đề cập hết tất cả các ứng dụng khác ở đây, tác giả lập một bảng bao gồm các đặc tuyến chính của các giải thuật MPPT. Bảng này giúp cho cái nhìn tổng quát các giải thuật MPPT để có thể chọn phương pháp MPPT phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

3.7.6 Kết luận

Không có phương pháp MPPT nào là tốt nhất cho tất cả ứng dụng. Dựa vào phương pháp MPPT được trình bày phần trước tác giả đưa ra bảng so sánh một số đặc trưng chính của các phương pháp MPPT.

Bảng 3.1 So sánh một số đặc trưng của các phương pháp MPPT

Phương pháp

Phụ thuộc hệ pin quang

điện

MPPT thực

Tương tự hoặc

số

Điều chỉnh định kỳ

Tốc độ hội tụ

Độ phức tạp thực

hiện

Số lượng

cảm biến

P&O Không Có Cả hai Không Đa

dạng Thấp V,I

INC Không Có Số Không Đa

dạng

Trung

bình V, I Tỷ lệ Voc Có Không Cả hai Có Trung

bình Thấp V

Tỷ lệ Isc Có Không Cả hai Có Trung bình

Trung

bình I

HVTH: Ngô Ngọc Thạch GVHD: Nguyễn Quang Nam

RCC Không Có Tương

tự Không Nhanh Trung

bình V,I dP/dV

hoặc dI/dV

Không Có Số Không Nhanh Trung

bình

Bức xạ, nhiệt

độ Impp và

Vmpp

Có Có Số Có Trung

bình I

Quét dòng điện

Có Có Số Có Chậm Cao V,I

Một phần của tài liệu Nghiên cứu và phát triển giải thuật mppt cho pin năng lượng mặt trời (Trang 61 - 64)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(107 trang)