Design and comparison analysis of maximum power point tracker of SEPIC converter with different control methods

• Autorzy: Sulistyowati Riny , Putro Galang Abror O.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.06.02

Warianty tytułu

PL

Projekt i analiza porównawcza modułu śledzenia punktu mocy maksymalnej konwertera SEPIC z różnymi metodami sterowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Sun is an energy source that can be utilized as an alternative to an electric generation source with the application of solar cells Photovoltaic (PV) that can replace the function of natural gas and coal. This paper explains the design of the solar power plant with the Off-grid concept using Simulink. The experiment results and simulation comparison from SEPIC Converter with PID Control MPPT resulted in the power up to 15.753,91 Watt and down to 15.547,60 Watt. While from the experiment results of the converter with Hill Climbing Method MPPT resulted in the power up to 16.856,04 Watt and down to 12.777,96 Watt. The simulations concluded that the system using PID control were having a faster response to achieve the peak point of DC Voltage of the SEPIC Converter. On the converter with PID Control MPPT, the Inverter output can generate the highest power of 15.991,469 Watt and the lowest of 15.641,38 Watts so it is capable to be applied on a power load of 12.000 Watt with an error percentage up to 9,621% and down to 3,258%.

PL

Słońce jest źródłem energii, które można wykorzystać jako alternatywę dla źródła wytwarzania energii elektrycznej przy zastosowaniu ogniw fotowoltaicznych (PV), które mogą zastąpić funkcję gazu ziemnego i węgla. W artykule wyjaśniono projekt elektrowni słonecznej z koncepcją Off-grid z wykorzystaniem Simulinka. Wyniki eksperymentu i porównanie symulacji z SEPIC Converter z PID Control MPPT dały moc do 15.753,91 Wat i spadek do 15.547,60 Wat. Natomiast z eksperymentu wyniki konwertera z Hill Climbing Method MPPT dały moc do 16.856,04 Watt i spadek do 12.777,96 Watt. Symulacje wykazały, że system wykorzystujący sterowanie PID miał szybszą reakcję, aby osiągnąć punkt szczytowy napięcia stałego przetwornika SEPIC. Na przetwornicy z PID Control MPPT, wyjście falownika może generować najwyższą moc 15 991 469 W i najniższą 15 641,38 W, dzięki czemu można go zastosować przy obciążeniu mocy 12 000 W przy procentowym błędzie do 9 621 % i spadł do 3258%.

Słowa kluczowe

EN

solar power plant; SEPIC converter; hill climbing method; PID control

PL

źródło fotowoltaiczne; przekształtnik SEPIC; sterowanie PID

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 6
• Strony: 7--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sulistyowati Riny

• Department of Electrical Engineering, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Arief Rahman Hakim 100 Surabaya 60117

autor

Putro Galang Abror O.

• Department of Electrical Engineering, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Arief Rahman Hakim 100 Surabaya 60117

Bibliografia

• [1] R. B. Darla, "Development of maximum power point tracker for PV panels using SEPIC converter," INTELEC 07 - 29th International Telecommunications Energy Conference, 2007, pp. 650-655, DOI: 10.1109/INTLEC.2007.4448860.
• [2] Anonymous, “2020 climate & energy package,” Climate Action - European Commission, 23-Nov-2016.[Online].Available:https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020_en.
• [3] Amir Khan , Muhammad Durri Aqil , Naveed Malik , Farhan Ullah, Asfandyar Khalid,Comparative Analysis of MPPT Techniques for SEPIC Based PV System, IJEW, 2021.
• [4] “Power tracking techniques for efficient operation of photovoltaic array in solar applications – A review-2019.pdf.”
• [5] N. A. Windarko, A. Tjahjono, D. O. Anggriawan, and M. H. Purnomo, “Maximum Power Point Tracking of Photovoltaic System Using Adaptive Modified Firefly Algorithm,” pp. 31–35, 2015.
• [6] T. Latif and S. R. Hussain, “Design of a charge controller based on SEPIC and buck topology using modified Incremental Conductance MPPT,” in 8th International Conference on Electrical and Computer Engineering, 2014, pp. 824–827.
• [7] C. Series, “Performance comparison maximum power point tracking methods using SEPIC converter Performance comparison maximum power point tracking methods using SEPIC converter,” 2020.
• [8] R. Ayop and C. W. Tan, “Design of boost converter based on maximum power point resistance for photovoltaic applications,” Sol. Energy, vol. 160, pp. 322–335, 2018.
• [9] B. Paranthagan, M. Marimuthu, and S. Shamili., “Comparative Analysis of Performance of the SEPIC Converter Using PID and Fuzzy Logic Controllers for LED Lighting Applications,” 2015.
• [10] D. Haji and N. Genc, “Fuzzy and P O Based MPPT Controllers under Different Conditions,” in 2018 7th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), 2018, pp. 649–655.
• [11] S. I. Khather and M. A. Ibrahim, “Modeling and simulation of SEPIC controlled converter using PID controller Modeling and simulation of SEPIC controlled converter using PID controller,”no. February, pp. 833–843, 2020.
• [12] F. A. Harrag, S. A. Titraoui, and T. H. Bahri, “P O or IC for PV pumping system: What MPPT algorithm to improve performances?,” in 2017 6th International Conference on Systems and Control (ICSC), 2017, pp. 220–225.
• [13] Soedibyo, S. Anam, I. Hafidz, G. R. Zulkarnain, and M. Ashari, “MPPT design on the solar farm using perturb and observe technique considering tilt angle and partial shading in Giligenting Island,” in 2017 International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), 2017, pp. 222–226.
• [14] L. S. M, I. Sudiharto, S. D. N, O. A. Qudsi, and E. Sunarno, “Design And Implementation Soft-switching MPPT SEPIC Converter Using P & O Algorithm,” vol. 01010, pp. 1–6, 2018.
• [15] Riny Sulistyowati, Roni Seto Wibowo, Dedet C Riawan, Mochamad Ashari, Optimum Placement of Measurement Devices on Distribution Networks using Integer Linear K-Means Clustering Method, PRZEGLADELEKTROTECHNICZNY, 2020.
• [16] Hari Agus Sujono, Riny Sulistyowati, C Anam, Heri Suryoatmojo, Quadratic boost converter with proportional integral control in the mini photovoltaic system for grid, PRZEGLADELEKTROTECHNICZNY, 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).