TÉCNICA DE MPPT HÍBRIDA APLICADA EM UM SISTEMA FOTOVOLTAICO SOB CONDIÇÕES DE SOMBREAMENTO UNIFORME E PARCIAL

Abstract

RESUMO:Um arranjo fotovoltaico deve operar sempre no ponto de máxima potência global (GMPP) para que seja aproveitado o máximo da energia gerada. Nesse contexto, algumas técnicas clássicas atingem esse objetivo de maneira satisfatória em condições de sombreamento uniforme. Entretanto, as condições ambientais variam durante o dia e esses métodos não conseguem extrair a maior potência disponível em condições de sombreamento parcial. O presente trabalho tem como objetivo propor uma técnica de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT) global híbrida que utiliza uma combinação dos métodos Otimização por Enxame de Partículas (PSO) e Perturba e Observa (P&O), aplicada em sistemas fotovoltaicos sob condições de sombreamento uniforme e parcial. O sistema fotovoltaico foi modelado nos softwares MATLAB® e PSIM®. A técnica de MPPT global proposta é comparada com as técnicas P&O clássica, PSO padrão e uma híbrida P&O-PSO. Os resultados de simulação mostraram que o algoritmo híbrido proposto consegue rastrear o GMPP em condições de sombreamento uniforme e parcial e apresentou maior exatidão (justificado pela eficiência de simulação acima de 99 %) e precisão (evidenciado pelo baixo desvio padrão). O tempo de rastreamento é 50 % menor que na técnica PSO padrão. Comparando os algoritmos híbridos tem-se como desvantagem, para o método proposto, o tempo de rastreamento. Adicionalmente, devido a menor variabilidade em regime permanente, extraiu-se aproximadamente o mesmo valor de energia elétrica do sistema fotovoltaico.

ABSTRACT:A photovoltaic array must always operate at the global maximum power point (GMPP) to make the most of the energy generated. In this context, some classical techniques achieve this goal satisfactorily under uniform shading conditions. However, environmental conditions vary during the day and these methods fail to extract the highest power available under partial shading conditions. The present work aims to propose a hybrid global maximum power point tracking (MPPT) technique that uses a combination of Particle Swarm Optimization (PSO) and Perturb and Observe (P&O) methods, applied in photovoltaic systems under uniform and partial shading. The photovoltaic system was modeled on the MATLAB® and PSIM® software. The proposed global MPPT technique is compared with classic P&O, standard PSO and a hybrid P&O-PSO technique. The simulation results showed that the proposed hybrid algorithm can track GMPP under uniform and partial shading conditions and presented higher accuracy (justified by the simulation efficiency above 99%) and precision (evidenced by the low standard deviation). Tracking time is 50% shorter than standard PSO technique. Comparing the hybrid algorithms has the disadvantage, for the proposed method, the tracking time. Additionally, due to the lower variability in steady state, approximately the same amount of electricity was extracted from the photovoltaic system.