1. Introduzione La generazione di energia fotovoltaica è una tecnologia che utilizza l'energia solare per convertire l'energia luminosa in elettricità. Nel sistema di generazione di energia fotovoltaica, per ottenere la massima potenza di generazione di energia, è necessario monitorare la variazione dell'intensità della radiazione solare in tempo reale e regolare lo stato di funzionamento del modulo fotovoltaico per mantenerlo vicino al punto di massima potenza. Questo articolo introduce il principio e l'applicazione dell'algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza per la generazione di energia fotovoltaica.
2. Principio dell'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza
In un sistema di generazione di energia fotovoltaica, la potenza in uscita del modulo fotovoltaico è correlata al suo punto di funzionamento. Il punto di funzionamento è determinato dalla tensione e dalla corrente del componente. Pertanto, regolando lo stato di funzionamento del componente in modo che funzioni vicino al punto di massima potenza, è possibile ottenere la massima efficienza di generazione di energia.
L'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza viene realizzato monitorando l'intensità della radiazione solare in tempo reale e regolando lo stato di funzionamento del modulo in base al risultato del monitoraggio. Gli algoritmi di tracciamento del punto di massima potenza comunemente utilizzati sono i seguenti:
2.1 Algoritmo Perturb and Observe (P&O) L'algoritmo
P&O è un algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza semplice e ampiamente utilizzato. Il principio è determinare il punto di potenza massima disturbando continuamente lo stato di funzionamento del componente e quindi osservando la variazione di potenza.
I passaggi specifici sono i seguenti:
1. Inizializzare lo stato di funzionamento, comprese tensione e corrente.
2. Misurare la potenza attuale.
3. Aumentare o diminuire il valore della tensione o della corrente e misurare la nuova potenza.
4. Confronta la vecchia e la nuova potenza, se la nuova potenza è maggiore della vecchia potenza, continua ad aumentare o diminuire il valore della tensione o della corrente; Se la nuova potenza è inferiore alla vecchia potenza, cambiare la direzione e ridurre la dimensione del passo.
5. Ripetere i passaggi 3 e 4 fino al raggiungimento del punto di potenza massima.
L'algoritmo P&O è semplice e facile da implementare, ma poiché si basa sul metodo di ricerca locale, è facile essere disturbati da rumore e ombre.
2.2 Algoritmo di conduttanza incrementale (INC) L'algoritmo
INC è un algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza basato sul metodo differenziale. Il principio è quello di ottenere il massimo inseguimento del punto di potenza regolando lo stato di funzionamento in base alle caratteristiche di ammettenza del componente.
I passaggi specifici sono i seguenti:
1. Inizializzare lo stato di funzionamento, comprese tensione e corrente.
2. Misurare la potenza di uscita e l'ammettenza attuali.
3. Regolare lo stato di funzionamento in base al confronto tra l'ammettenza corrente e l'ammettenza precedente:
- Se l'ammettenza aumenta, aumenta il valore della tensione o della corrente;
- Se si riduce l'ammettenza, si riduce il valore della tensione o della corrente;
- Se l'ammissione rimane invariata, mantenere lo stato di funzionamento attuale.
4. Ripetere i passaggi 2 e 3 fino al raggiungimento del punto di potenza massima.
Rispetto all'algoritmo P&O, l'algoritmo INC ha una velocità di risposta più rapida e una migliore stabilità, ma presenta anche una certa complessità computazionale.
3. Applicazione dell'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza
L'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza è ampiamente utilizzato nei sistemi di generazione di energia fotovoltaica per migliorare l'efficienza della generazione di energia e ridurre la perdita di energia. Di seguito sono riportati alcuni esempi dell'algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza in applicazioni pratiche:
3.1 Centrale fotovoltaica
Le centrali fotovoltaiche sono il sistema di generazione di energia fotovoltaica più comune. Nelle centrali fotovoltaiche, utilizzando l'algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza, è possibile regolare in tempo reale lo stato di funzionamento del componente in modo che lavori sempre in prossimità del punto di massima potenza. Ciò non solo migliora l’efficienza della generazione di energia, ma prolunga anche la durata dei componenti.
3.2 Lampioni stradali fotovoltaici
I lampioni stradali fotovoltaici sono un tipo di apparecchiatura che utilizza l'energia solare per l'illuminazione. Utilizzando l'algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza è possibile garantire che i lampioni fotovoltaici funzionino sempre alla massima potenza in caso di variazioni dell'intensità della radiazione solare, garantendo così tempi di illuminazione più lunghi.
3.3 Caricabatterie fotovoltaico
Un caricabatteria fotovoltaico è un dispositivo che utilizza l'energia solare per caricare le batterie. Utilizzando l'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza, lo stato di funzionamento del caricabatterie può essere regolato in tempo reale per farlo funzionare sempre alla massima potenza, migliorando così l'efficienza di ricarica.
4. Conclusione
L'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza della generazione di energia fotovoltaica è una tecnologia importante, che svolge un ruolo chiave nel sistema di generazione di energia fotovoltaica. Questo articolo presenta due algoritmi comuni di tracciamento del punto di massima potenza: l'algoritmo P&O e l'algoritmo INC, e presenta le loro applicazioni in diversi scenari applicativi.
Con il progresso della tecnologia e la crescente domanda di energia rinnovabile, l'algoritmo di tracciamento del punto di massima potenza sarà ulteriormente migliorato e ottimizzato. Migliorando continuamente la precisione e la stabilità dell'algoritmo, l'efficienza e l'affidabilità del sistema di generazione di energia fotovoltaica possono essere ulteriormente migliorate.
