Array Adaptive Photovoltaic Solar MenggunakanModel Berbasis Algoritma rekonfigurasiMakalah ini mengusulkan sebuah konfigurasi ulang adaptifSkema untuk mengurangi efek bayangan pada panel surya . Sebuah beralihmatriks menghubungkan bank adaptif surya untuk bagian tetap dari suryaphotovoltaic ( PV ) array, menurut sebuah algoritma kontrol berbasis model yang meningkatkan output daya PV surya array .Algoritma kontrol diimplementasikan secara real time . eksperimentalrekonfigurasi sistem PV dengan beban resistif disajikan danditunjukkan untuk memverifikasi ulang konfigurasi yang diusulkan PENDAHULUANPRODUKSI MASSA dan penggunaan listrik yang dihasilkandari energi surya baru-baru ini menjadi lebih umum ,mungkin karena ancaman lingkungan yang timbul dariproduksi listrik dari bahan bakar fosil dan nuklir .Namun, dalam banyak aplikasi , seperti pembangkit listrik tenaga surya ,Bangunan photovoltaic terintegrasi ( PV ) , atau tenda surya , PV suryaarray mungkin diterangi nonuniformly .Penyebab pencahayaan seragam mungkin bayangan dariawan , pohon , booming , rumah tetangga , atau bahkan bayangansatu array surya di sisi lain , dll Sebagai contoh , Gambar . 1 ( a) menunjukkanarray surya fleksibel portabel yang tertanam dalam kain . inigenerasi baru array surya dapat dilipat dan dibawa olehberkemah dan tentara ke lokasi terpencil . Seringkali , mereka dibiarkan sajauntuk mengisi baterai di dekat pohon dan pagar dan telah dilaporkanbahkan melilit tiang-tiang telepon atau pohon [ 1 ] - [ 3 ] .Selanjutnya , untuk aplikasi seperti BIPV dan tenaga suryatanaman dalam ruang kecil , seperti ditunjukkan pada Gambar . 1 ( b ) , bayangan darisatu PV surya array yang biasanya dilemparkan pada array lain [ 4 ] , [ 5 ] .Dalam surya PV tanaman konvensional , perancang harus memecahkanmasalah yang kompleks , yaitu pertukaran antara " energi maksimumoutput " dan " minimum biaya energi yang dihasilkan , " dengan memvariasikanjarak antara baris [ 4 ] .Untuk aplikasi baru , telah sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja array di gelapkondisi .Karena sifat dari karakteristik listrik dari sel surya , kerugian daya maksimum tidak sebanding denganbayangan tetapi memperbesar nonlinearly [ 2 ] . Bayangan PV suryaarray dapat menyebabkan banyak efek yang tidak diinginkan , termasuk berikut .1 ) kekuatan nyata yang dihasilkan dari PV surya array jauhkurang dari dirancang sedemikian rupa sehingga hilangnya probabilitas bebanmeningkat [ 6 ] .2) lokal hot spot di bagian teduh dari PV surya arraydapat merusak sel surya [ 7 ] .Ada beberapa pendekatan yang telah diusulkan untuk mengurangi efek bayangan pada daya output PV array surya itu .1 ) Dioda terhubung di sel gelap untukmelewati jumlah penuh saat ini sementara mencegah kerusakanke sel surya [ 7 ] , [ 8 ] . Metode ini biasanya membutuhkansejumlah besar dioda bypass yang terintegrasi dalamarray surya . Produksi array surya dengan memotongdioda lebih mahal . Selain itu , kerugian dayaarray PV surya tidak sepenuhnya dicegah karenaada kerugian daya tambahan ketika arus melewatimeskipun dioda bypass .2 ) Dalam sistem yang besar , masing-masing submodul surya dapatterhubung ke sendiri power point maksimum ( MPP ) pelacakan dc - dc konverter dan individual dapat beroperasi dekat

MPP sendiri . Dengan demikian , efisiensi seluruh sistemmeningkat [ 9 ] - [ 12 ] , tetapi metode ini membutuhkan besarjumlah konverter dc - dc ( sama dengan jumlah solarmodul ) .3 ) Sebuah penelitian lapangan alternatif , yang juga merupakan fokusmakalah ini , adalah salah satu yang adaptif reconfigures array suryakoneksi secara real time untuk melacak output maksimumkekuasaan . Secara tradisional , tetap array PV surya memiliki interkoneksi tertanam antara sel surya mereka . inikoneksi tidak berubah setelah instalasi . Akan Tetapi,adalah mungkin untuk terus mengatur ulang sel surya dalam seridan koneksi paralel [ 13 ] untuk memudahkan sistem PVuntuk bekerja lebih sebagai sumber daya konstan , bahkan dalam kondisi operasi yang berbeda ( yaitu , insolation , suhu ,beban , dll ) . Studi penelitian di [ 14 ] - [ 16 ] sudah mulaiuntuk mengembangkan metode untuk mengkonfigurasi ulang sel surya untuk meningkatkanoutput daya dalam kondisi teduh . Penelitian ini [ 15 ] ,[ 16 ] sebagian besar berfokus pada bagaimana membangun array dan melakukantidak mengusulkan real-time kontrol algoritma executable ( yangFokus dari makalah ini ) . Karena itu , metode yang diusulkan memiliki jumlah yang tidak realistis dari sensor dan switchyang harus menggunakan algoritma kontrol yang kompleks untuk menentukanketika ternyata saklar on atau off [ 15 ] , [ 16Makalah ini mengembangkan penelitian untuk pendekatan ketiga . Adaptiverekonfigurasi array surya diusulkan , yang membutuhkansecara signifikan lebih sedikit tegangan atau sensor arus dan switchdibandingkan [ 15 ] dan [ 16 ] . Selanjutnya , seperti yang diterbitkan untuk pertama kalinya ,real-time kontrol algoritma executable sederhana yang menentukanbagaimana adaptif mengkonfigurasi ulang koneksi sel surya telahdikembangkan . Algoritma telah eksperimen diuji padasistem konfigurasi ulang surya skala kecil .Secara khusus , makalah ini menyajikan penelitian berikutkontribusi .1 ) Sebuah metode baru untuk rekonfigurasi array PV surya direal time dalam kondisi bayangan disajikan . tenaga suryasel dari ( lebih kecil ) Bank adaptif surya akan terhubung ke ( besar ) bagian tetap dari array surya . ituMPP seluruh array dilacak oleh umum tunggalMPP tracker ( MPPT ) , bukan banyak MPPTs , seperti yang ditunjukkandi [ 9 ] - [ 12 ] . Karena hanya sebagian kecil dari matahari yangarray reconfigurable , switch lebih sedikit dan disederhanakanalgoritma kontrol yang mungkin . Dalam kondisi pencahayaan seragam , semua sel surya adaptif ini akansama terhubung ke semua baris dari bagian tetap darisurya PV array yang . Dalam kondisi pencahayaan seragam ,jumlah sel surya adaptif terhubung kesubmodul berbayang tergantung pada daerah yang diarsir darisubmodul . Konfigurasi ulang tersebut dilakukan melaluiberalih matriks yang diusulkan .2 ) algoritma keputusan kontrol sederhana disajikan untuk menentukan kapan dan bagaimana untuk membuka dan switch yang erat antarabagian tetap dan Bank adaptif PV surya array .Algoritma mengandalkan prediksi model yang dapatdiimplementasikan secara real time oleh mikrokontroler atau digitalprosesor sinyal .Sebuah percobaan adaptif reconfigurable surya PV array yangtelah dibangun dan diuji untuk memverifikasi reconfigura diusulkan

tions . Hal ini menunjukkan bahwa pendekatan yang diusulkan mampu meningkatkandaya output PV surya array secara real time di bawah berbayangkondisi 30 % untuk percobaan khas .AKU AKU. SOLARCELLSCONNECTION DANTHESHADOWPROBLEMA. Koneksi ParalelGambar . 2 menunjukkan bahwa sel surya PV1 , PV2 , ... , PVnare terhubung secara paralel untuk menciptakan submodule surya . Output saat ini sama dengan jumlah arus dari semua sel surya , yaitu ,Iout =ni = 1Saya I. ( 1 )Tegangan output sama dengan tegangan di setiap suryasel , yaitu ,Vout = V1 = ··· = Vn . ( 2 )Daya keluaran dari submodule surya diberikan olehPout = Iout × Vout = Vout ×ni = 1ii =ni = 1Pi. ( 3 )Sebuah bayangan tunggal atas sel surya tidak mempengaruhi kekuatandisampaikan oleh sel surya lain di submodule tersebut . Oleh karena itu,konfigurasi yang paling kuat untuk array surya di bawah bayang-bayangkondisi . Namun, tegangan output sangat rendah ( ~0.5 V ) .B. Seri ConnectionSebuah sel surya memiliki tegangan output yang sangat rendah , yaitu sekitar0,5 V. Untuk membuat tinggi dc tegangan output , sel surya PV1 ,PV2 , ... , PVm - 1 , PVmare sering dihubungkan secara seri , seperti yang ditunjukkandalam hubungan paralel pada Gambar . 3. Tegangan output dandaya output string dari sel surya dihubungkan seri - adalahVout =ni = 1Vi ( 4 )Pout = Iout × Vout . ( 5 )Semua sel surya berbagi saat ini, dilambangkan byIout yang sama .Dengan demikian , ketika satu sel surya menjadi berbayang , secara langsung mempengaruhidaya yang dikirim oleh sel-sel lain . Artinya , Ioutdecreasesseluruh sel , dan ada penurunan kekuatan yang signifikan .C. Konfigurasi yang berbeda Solar PV Array danDaya Maksimum Kerugian dari ShadowGambar . 4 menunjukkan dua umum PV surya konfigurasi array yangyang memanfaatkan kombinasi dari koneksi . Dalam gambar ini ,setiap PV (i , j )adalah sel surya individu .Sel-sel surya dihubungkan secara seri dan paralel untuk menciptakanarray surya .1 ) Simple seri - paralel ( SP ) array: ketika semua sel surya ,misalnya , PV1,1 , PV2,1 , ... , PVm - 1,1 , PVm , 1 , yang terhubung dalam seri , menciptakan string . Kemudian , semua string inidihubungkan secara paralel , seperti yang ditunjukkan pada Gambar . 4 ( a) .2 ) Jumlah - cross- terikat ( TCT ) array: ketika semua sel surya

terhubung secara paralel , misalnya , PV1,1 , PV1,2 , ... ,PV1 , n - 1 , PV1 , n , membuat modul . Kemudian , modul inidihubungkan secara seri , seperti yang ditunjukkan pada Gambar . 4 ( b ) .Gambar . 5 menunjukkan hasil khas perhitungan rugi dayauntuk SP dan TCT untuk array dengan 100 sel surya .Untuk koneksi SP , setiap sel surya dalam kolom yang berbedabenar-benar berbayang dapat menyebabkan hingga kerugian tambahan 10 % saatberbayang . The persen dari daya yang hilang tergantung pada fungsi nonlinier , seperti yang dijelaskan dalam Bagian III . Misalnya, jika enam sel suryadari kolom yang berbeda benar-benar teduh , perkiraandaya yang hilang pada Gambar . 5 ( titik A ) akan menjadi sekitar 48 % . diSebaliknya, jika enam sel dalam tiga kolom yang berbeda , makadaya yang hilang ( titik B ) berkurang menjadi sekitar 17 % . Untuk TCT sebuahkoneksi , setiap sel surya di baris yang sama sekali berbayangdapat menyebabkan hingga 10 % kerugian daya tambahan . Jika dua sel yang berbeda dibaris yang teduh , maka daya yang hilang adalah sama dengan satu barisyang teduh . Mengacu pada Gambar . 5 lagi, ketika enam sel suryapada baris yang sama sekali berbayang , maka daya yang hilang dariarray sekitar 48 % ( titik A ) . Jika enam sel berbayang hanyatiga sel berbayang pada baris yang sama , maka daya yang hilang sekitar17 % ( titik B )Dalam kasus terburuk dari sepuluh sel surya sepenuhnya berbayang ( 10 % darijumlah sel surya di PV surya array ) , maksimumoutput daya dapat dikurangi dengan lebih dari 90 % . Hasilnya adalahsama untuk kedua SP dan TCT III. PROPOSEDADAPTIVERECONFIGURATIONMETHOD