Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Autokonsumpcja i samowystarczalność w aspekcie doboru wielkości magazynu energii prosumenckiej mikroinstalacji fotowoltaicznej

Sarniak Mariusz

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

3--9

PL

Przedmiotem badań była typowa prosumencka mikroinstalacja fotowotaiczna (PV) o całkowitej mocy szczytowej 4,26 kWp, dołączona do sieci elektroenergetycznej w centralnej Polsce. Instalacja została zbudowana w 2017 roku i jest rozliczana z operatorem sieci dystrybucyjnej na zasadach Net-Meteringu. W pracy dokonano szczegółowej analizy stopnia autokonsumpcji i samowystarczalnośći energetycznej na podstawie danych z monitoringu instalacji PV oraz godzinowych bilansów energii elektrycznej oddawanej i pobieranej z sieci, udostępnianych przez operatora sieci dystrybucyjnej. W konkluzji zaproponowano wariantową metodę doboru wielkości magazynu energii elektrycznej, który zwiększy stopień autokonsumpcji i samowystarczalnośći energetycznej w bilansie całorocznym dla rozpatrywanego przypadku.

EN

The subject of the study was a typical prosumer photovoltaic (PV) micro-installation with a total peak capacity of 4.26 kWp, connected to the electricity grid in central Poland. The installation was built in 2017 and is billed to the distribution network operator on a Net-Metering basis. The paper makes a detailed analysis of the degree of self-consumption and self-sufﬁciency in energy, based on monitoring data of the PV installation and hourly balances of electricity given to and taken from the grid, provided by the distribution network operator. It concludes by proposing a variant method for Sizing electricity storage that will increase the degree of autoconsumption and energy self-sufﬁciency in the year-round balance for the case under consideration.

2

A new improved of incorporating photovoltaic energy into the production of green hydrogen

Benchenina Yacine, Zemmit Abderrahim, Bouzaki Mohammed Moustafa, Belhouchet Khaled

Diagnostyka

|

2024

|

Vol. 25, No. 2

art. no. 2024210

EN

The integration of renewable energies, particularly photovoltaic energy, into green hydrogen production presents a highly promising prospect in the energy sector. Nonetheless, these energy sources face challenges due to their inherent instability and susceptibility to various atmospheric factors such as temperature and illumination. Therefore, it's imperative to tackle these challenges before renewable energy can be widely adopted as a primary source in hydrogen production. To address this, we propose constructing an autonomous photovoltaic system using MATLAB software. This system will employ a DC-DC boost converter to connect the PV array to the load. Furthermore, to enhance the efficiency of photovoltaic power generation, we will implement the perturbation and observation maximum power point tracking (MPPT) approach. The research endeavor extends towards integrating this optimized system with an electrolysers developed a sophisticated electrolyte model utilizing MATLAB Simulink software, paving the way for hydrogen gas production.

3

The selection of an electric vehicle for the existing photovoltaic system - case study in Polish climatic conditions

Małek Arkadiusz, Marciniak Andrzej, Bartnik Grzegorz

Archiwum Motoryzacji

|

2024

|

Vol. 103, nr 1

38--56

EN

The article presents an algorithm for selecting an electric vehicle for your photovoltaic system. Generating electricity by distributed photovoltaic systems is a very visible trend across Europe. Individual and institutional owners are looking for opportunities to save large amounts of money spent on the purchase of electricity. Many times they have built a photovoltaic system larger than their current energy needs. The author suggests a solution to increase the energy produced for own needs instead of giving it to the power grid at unfavourable prices. Such a solution is the purchase of an electric vehicle that will be charged with surplus energy. Research on the selection of a vehicle for a photovoltaic system should start with a precise profile of the current energy consumption from the power grid, energy production from the photovoltaic system and transferring its excess to the power grid. The next step is to characterise the potential electric vehicle. Such characteristics include the determination of the energy capacity of the traction battery and the methods of its charging. The final stage is the analytical confirmation of the choice made. For this purpose, the Metalog family of distributions was used to determine the probability of generating the appropriate hourly amount of energy needed to charge an electric vehicle.

4

Zastosowanie algorytmu MPPT wykorzystującego sztuczne sieci neuronowe do optymalizacji pracy systemu fotowoltaicznego

Borkowski Bartłomiej, Mączka Tadeusz, Szulc Piotr, Tietze Tomasz

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 6

59--65

PL

W artykule przedstawiono algorytm optymalizacyjny wykorzystujący sztuczne sieci neuronowe (ANN) do śledzenia maksymalnego punktu mocy (ang. Maximum Power Point) dla systemu (siłowni) PV o mocy 100 kWp podłączonej do dystrybucyjnej sieci zasilającej. Efektywność pracy opracowanego algorytmu MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking) porównano z powszechnie opisywanymi w literaturze algorytmami śledzenia maksymalnego punktu pracy systemów fotowoltaicznych takimi jak metoda zaburzania i obserwacji (ang.Perturbation and observe method) oraz metoda przyrostów przewodności (ang. Conductance incremental method). Dla nowoczesnych, dużych systemów fotowoltaicznych, zagadnienie maksymalizacji wytwarzania energii dla różnych zmiennych warunków pogodowych (natężenie promieniowania słonecznego, temperatura paneli fotowoltaicznych) jest bardzo istotne. Na podstawie analizy otrzymanych wyników z symulacji stwierdzono , że metoda MPPT ANN wykorzystująca sztuczne sieci neuronowe pozwala uzyskać wyższą wartość aktualnej mocy elektrycznej wytworzonej z badanego systemu PV i oddawanej do sieci elektroenergetycznej w porównaniu z innymi popularnymi metodami.

EN

The article presents an optimization algorithm using artificial neural networks (ANN) to track the maximum power point for a 100 kWp PV system connected to the distribution power grid. The efficiency of the developed MPPT algorithm was compared with algorithms commonly described in the literature for tracking the maximum operating point of photovoltaic systems, such as the disturbance and observation method and the conductivity increment method. For modern, large photovoltaic systems, the issue of maximizing energy production for various variable weather conditions (irradiation, temperature of photovoltaic panels) is very important. Based on the analysis of the obtained simulation results, it was found that the MPPT ANN method based on artiﬁcial neural networks allows to obtain a higher value of the current electrical power generated from the tested PV system and transfered to the power grid compared to other popular methods.

5

Energy-efficient self-excited brushless dc motor for refrigeration systems

Slimene Marwa Ben

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

73--76

EN

The most common air cooling, ventilation, and refrigerating systems are traditional mechanical compression air-conditioning systems. By replacing the AC motor with a DC one and adding a solar panel, the system's efficiency can be improved, lowering energy usage and the cost of electricity bills. The dc air conditioner employed a 48 V DC compressor and two 430 W solar panels linked in parallel by a charge controller. Temperature was coded to track and manage the DC compressor's switching states. From this standpoint, we will start this paper through which we seek to raise the efficiency of air-conditioning system and reduce its consumption of electrical energy. This work aids in the development of a solarpowered DC air cooling system with dependable monitoring and communication. The novelty of the proposed work consists in the replacement the AC motor with a DC one and adding a solar panel, the system's efficiency can be improved, lowering energy usage and the cost of electricity bills. The dc air conditioner employed a 48 V DC compressor and two 430 W solar panels linked in parallel by a charge controller. The solution of the problem was carried out by the development of a solar-powered DC air cooling system with dependable monitoring and communication using Matlab software. The efficiency of the system's operation is improved and increased by using the monitoring and control of the refrigerator. The refrigerator's power was turned off when an open, bare, or over laden unit was discovered. It is possible to directly power low power devices used in homes, offices, hospitals, etc. utilizing DC sources. Reviewing the simulation results for cooling requirements and PV with batteries revealed that most of them were unrealistic due to a dearth of pertinent data and ensuing assumptions about crucial elements.

PL

Najbardziej powszechnymi systemami chłodzenia powietrza, wentylacji i chłodzenia są tradycyjne mechaniczne systemy klimatyzacji sprężonej. Zastępując silnik prądu przemiennego silnikiem prądu stałego i dodając panel słoneczny, można poprawić wydajność systemu, obniżając zużycie energii i koszty rachunków za prąd. Klimatyzator prądu stałego wykorzystywał sprężarkę 48 V prądu stałego i dwa panele słoneczne o mocy 430 W połączone równolegle za pomocą kontrolera ładowania. Temperatura została zakodowana w celu śledzenia i zarządzania stanami przełączania sprężarki prądu stałego. Z tego punktu widzenia rozpoczniemy niniejszy artykuł, poprzez który będziemy dążyć do podniesienia sprawności układu klimatyzacji i zmniejszenia zużycia przez nią energii elektrycznej. Ta praca pomaga w opracowaniu systemu chłodzenia powietrza DC zasilanego energią słoneczną z niezawodnym monitorowaniem i komunikacją. Nowość proponowanej pracy polega na wymianie silnika prądu przemiennego na silnik prądu stałego oraz dodaniu panelu słonecznego, dzięki czemu można poprawić wydajność systemu, obniżyć zużycie energii i koszty rachunków za prąd. Klimatyzator prądu stałego wykorzystywał sprężarkę 48 V prądu stałego i dwa panele słoneczne o mocy 430 W połączone równolegle za pomocą kontrolera ładowania. Rozwiązanie problemu polegało na opracowaniu systemu chłodzenia powietrza DC zasilanego energią słoneczną z niezawodnym monitorowaniem i komunikacją za pomocą oprogramowania Matlab. Efektywność pracy systemu poprawia się i zwiększa poprzez zastosowanie monitoringu i sterowania lodówką. Zasilanie lodówki zostało wyłączone po wykryciu otwartej, pustej lub przeładowanej jednostki. Możliwe jest bezpośrednie zasilanie urządzeń małej mocy stosowanych w domach, biurach, szpitalach itp. z wykorzystaniem źródeł prądu stałego. Przegląd wyników symulacji wymagań dotyczących chłodzenia i PV z akumulatorami wykazał, że większość z nich była nierealistyczna ze względu na brak odpowiednich danych i wynikających z nich założeń dotyczących kluczowych elementów.

6

Analysing the performance of H5 inverters in a photovoltaic system

Mohd Mokhtar Sanusi Bin Mohd, Bakar Mohd Shafie, Jadin Mohd. Shawal

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

48--50

EN

In this paper, a simulation study on H5 topology is presented. H5 topology is a commonly used inverter in photovoltaic (PV) systems because it is cost-effective, simple, and highly efficient. The study compares the performance of H4 topology, H5 topology, and an improved version of H5 topology in terms of leakage current. The power device was subjected to Unipolar Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) technique to determine the overall operation within a switching frequency range of 2 kHz to 20 kHz. The input system utilized a PV Matlab/Simulink model that specified a maximum power of 213.15 Watt and Open Circuit Voltage (Voc) of 36.3 V. The improved H5 topology demonstrated a significant reduction in leakage current, measuring 0.015 A compared to the conventional H5 topology's 0.02 A.

XX

W artykule przedstawiono badanie symulacyjne topologii H5. Topologia H5 jest powszechnie stosowanym falownikiem w systemach fotowoltaicznych (PV), ponieważ jest opłacalna, prosta i wysoce wydajna. Badanie porównuje wydajność topologii H4, topologii H5 i ulepszonej wersji topologii H5 pod względem prądu upływu. Urządzenie zasilające zostało poddane technice jednobiegunowej sinusoidalnej modulacji szerokości impulsu (SPWM) w celu określenia ogólnej pracy w zakresie częstotliwości przełączania od 2 kHz do 20 kHz. System wejściowy wykorzystywał model PV Matlab/Simulink, który określał maksymalną moc 213,15 W i napięcie obwodu otwartego (Voc) 36,3 V. Ulepszona topologia H5 wykazała znaczne zmniejszenie prądu upływu, mierząc 0,015 A w porównaniu z konwencjonalną topologią H5 0,02A.

7

Analiza porównawcza systemów fotowoltaicznych w aspektach kryteriów technicznych i architektonicznych z wykorzystaniem analizy wielokryterialnej MCE

Posuniak Yaryna, Rogalska Magdalena

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 1-2

83--87

PL

W artykule poddano analizie zastosowanie systemów fotowoltaicznych w budynku jednorodzinnym. Analizowano dwa systemy fotowoltaiczne: panele fotowoltaiczne i dachówki solarne. Przeprowadzono wielokryterialną analizę porównawczą w aspektach kryteriów: wiatroodporności, obciążenia śniegiem, wytrzymałości termicznej, możliwości zdalnego sterowania, uniwersalności rozwiązania, kosztu instalacji, kosztu utrzymania w cyklu życia zastosowanej technologii, gwarancji na elementy systemu (zapewnienie producenta o sprawności systemu oraz gwarancji wykonania bezpłatnych napraw), estetyczności, ekologiczności. Opracowano metodykę badań. Wybrano kryteria, nadano im wagi, porównano kryteria parami, wykonano aplikację obliczeniową w programie EXCEL,prawidłowość obliczeń zweryfikowano obliczoną wartością współczynnika RI (RI = 9,68% max= 10%). Badaniom wielokryterialnym poddano zaprojektowany budynek jednorodzinny z zastosowaniem dwóch rodzajów systemów fotowoltaicznych. Wykonano analizę wielokryterialną, na podstawie, której sformułowano wnioski.

EN

The article analyzes the use of photovoltaic systems in a single-family building. Two photovoltaic systems were analyzed: photovoltaic panels and solar roof tiles. A multi-criteria comparative analysis was carried out in the following aspects of the criteria: wind resistance, snow load, thermal resistance, remote control capability, universality of the solution, cost of installation, cost of maintenance in the life cycle of the technology used, warranty for system components (the manufacturer’s assurance of the system’s efficiency and guarantee of the performance of free repairs), aesthetics, eco-friendliness. Research methodology was developed. Criteria were selected, given weights, criteria were compared in pairs, a calculation application was made in the EXCEL program, the correctness of the calculations was verified by the calculated value of the RI coefficient (RI = 9,68%max= 10%). The designed single-family building with the use of two types of photovoltaic systems was subjected to multi-criteria tests. A multi-criteria analysis was performed, on the basis of which conclusions were formulated.

8

A new approach to water cooling of photovoltaic panels with a tracking system

Płachta Kamil, Mroczka Janusz, Ostrowski Mariusz

Metrology and Measurement Systems

|

2023

|

Vol. 30, nr 4

675--687

EN

The article presents a water-cooling system for photovoltaic (PV) modules using a two-axis tracking system that tracks the apparent position of the Sun on the celestial sphere. The cooling system consists of 150 adjustable spray nozzles that cool the bottom layer of PV modules. The refrigerant is water taken from a tank with a capacity of 7 m3. A water recovery system reduces its consumption with efficiency of approximately 90%. The experimental setup consists of a full-size photovoltaic installation made of 10 modules with an output power of 3.5 kWp combined with a tracking system. The article presents an analysis of the cooling system efficiency in various meteorological conditions. Measurements of energy production were performed in the annual cycle using three different types of photovoltaic installations: stationary, two-axis tracking system and two-axis tracking system combined with the cooling system.

9

Environmental Impacts of the Solar Photovoltaic Systems in the Context of Globalization

Abid Mohammed Kadhem, Kumar M. Vinay, Raj V. Arun, Dhas M. Davidson Kamala

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 2

231--240

EN

Solar photovoltaics systems (PV) deliver substantial benefits to the environmental when compared with the conventional energy sources, hence supporting to the human activities ecological benefits with sustainable development. To maintain the quality of the environment at the same time, technological innovations are very much essential to cater the needs of more electrical power according to the demand, decreasing carbon emission by replacing the carbon releasing fossil fuels with the renewable energy. Installation of such facilities require lakhs acres of land globally and thus leads to number of various ecological issues. This paper presents the insight to various environmental issues. Some of the issues are with respect to land, health of human beings, animals, plant lives and environment are presented in this paper. In terms of numbers, the area of land required for a PV system is less or same per kWh power generated, when compared with a thermal power station. Deforestation for installation of solar PV systems is one of the major drawback as it leads to enormous environmental impacts. This paper analyses effects on the environment due to the usage of solar PV systems like, at the time of construction, installation and also at the time of destruction, sound and visual incursions, air, water and soil pollution, emission of greenhouse gases, effects on archaeological sites accidents to unskilled labor, and various socio-economic impacts. Subsequently, reduction in greenhouse effect, carbon footprints, global warming, ozone layer depletion, climate change and acid rains are some of the positive impacts during transition to green energy, i.e., usage of fuels from fossil fuels to solar energy at regional level, national level and global level. This paper outlines the pros and cons, positive and negative environmental impacts, by using solar PV systems to generate electrical power.

10

Study and analysis of the propagation of harmonics in electrical grid connected photovoltaic system

Djeghader Yacine, Boumous Samira, Boumous Zouhir

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 2

art. no. 2023210

EN

Renewable energy sources especially solar energy connected to an electrical grid system by using power electronic devices, known that devices degrade the power quality and especially generate harmonic currents. This article presents the study investigation and propagation of harmonics in the integration system of an electric grid connected to the photovoltaic system in the presence or not of a non-linear load (polluting load). In this study, the perturb and observe type MPPT controller for the boost converter and the PWM control for the three-phase inverter which provides the connection are used. We use a passive filtering technique (single and multiple filters) to mitigate the harmonic currents generated by the non-linear load. In the first case where the integration system is alone, the results obtained show that the values of the total harmonic distortion (THD) rates are within the standard used. But in the case of the presence of the non-linear load, the THD values are higher than the used norm. After using our proposed technique, the values of THD obtained are in the norm used for the application of a tuned filter at the fifth harmonic, and better results find with using of multiple filters (fifth and seventh).

11

Fault detection and diagnosis of photovoltaic system based on neural networks approach

Rahmoune Ben Mohamed, Iratni Abdelhamid, Amari Amel Sabrine, Hafaifa Ahmed, Colak Ilhami

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 3

art. no. 2023303

EN

Solar energy has become one of the most important renewable energies in the world. With the increasing installation of power plants in the world, the supervision and diagnosis of photovoltaic systems have become an important challenge with the increased occurrence of various internal and external faults. Indeed, this work proposes a new solar power plant diagnosis based on the artificial neural network approach. The developed model was to improve the performance and reliability of the power plant located in Tamanrasset, Algeria, which is subjected to varying weather conditions in terms of radiation and ambient temperature. By using the real data collected from the studied system, this approach allow to increase electricity production and address any issues that may arise quickly, ensuring uninterrupted power supply for the region. Neural networks have shown interesting results with high accuracy. This fault diagnosis approach allows to determine the time of occurrence of a fault affecting the examined PV system. Also, allow an early detection of failures and degradation of the system, which contributes to improving the productivity of this photovoltaic installation. With a significant reduction in the time needed to repair the damage caused by these faults and improve the reliability and continuity of the electrical energy production service.

12

Selection of the photovoltaic system power for the electric vehicle

Małek Arkadiusz, Marciniak Andrzej

Archiwum Motoryzacji

|

2023

|

Vol. 100, nr 2

44--61

EN

The article presents a method of a photovoltaic system power selecting for proper electric vehicle. At the beginning, the characteristics of the electric vehicle itself and its traction batteries were made in order to determine the method of its charging. In the presented studies, measurement data from the operation of real photovoltaic systems was recorded and processed. The algorithm used includes examining the energy consumption profile of the owner's residential building. The combined demand for electricity of the electric vehicle and the building made it possible to determine the planned photovoltaic system. The authors presented three possibilities of its location. It can be installed on the roof of the building, on the ground next to the building or on the carport under which an electric vehicle can be parked. Finally, the Metalog family of probability distributions was used to analytically validate the power choice of the photovoltaic system. The authors have developed an algorithm using human and artificial intelligence that helps to properly select the power of the photovoltaic system for the vehicle.

13

Performance comparison of the off-grid photovoltaic mini-system designed to power selected residential building circuits using agm and Li-Ion batteries for energy storage

Sarniak Mariusz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 4

46--55

EN

The paper presents the original design of the Off-Grid PV mini-system for powering separate circuits of the residential building. The PV system was used interchangeably for comparative purposes batteries AGM and Li-Ion for energy storage. The PV system provides autonomy to separate building circuits only in the summer months, for Li-Ion energy storage, at the installation location in central Poland. An automatic power switch was used, which turned on the mains supply in the event the battery was discharged. The controller is configured in two ways for priority for solar systems set in summer or priority for the power grid in winter. The next stage of work compares the discharge times of two types of batteries, assuming constant load on the AC side of the inverter. Based on these measurements, the relative autonomy times of the PV system were estimated for the assumed load with different types of batteries in summer and winter. The time of supplying selected circuits of a residential building in the tests conducted for the Li-Ion battery to the AGM battery increased by approx. 50% and increased with increasing load.

PL

W artykule przedstawiono autorski projekt minisystemu fotowoltaicznego Off-Grid do zasilania wydzielonych obwodów budynku mieszkalnego. W systemie PV zastosowano zamiennie w celach porównawczych akumulatory AGM i Li-Ion do magazynowania energii. System PV zapewnia autonomię wydzielonych obwodów budynku tylko w miesiącach letnich, tylko dla zasobnika energii Li-Ion, w miejscu instalacji w centralnej Polsce. Zastosowano automatyczny wyłącznik zasilania, który włącza zasilanie sieciowe w przypadku rozładowania akumulatora. Sterownik jest skonfigurowany na dwa sposoby priorytet dla instalacji solarnych ustawiony w lecie lub priorytet dla sieci energetycznej w zimie. W kolejnym etapie prac przedstawiono porównanie czasów rozładowania dwóch typów akumulatorów, przy założeniu stałego obciążenia po stronie AC falownika. Na podstawie tych pomiarów oszacowano względne czasy autonomii systemu PV dla założonego obciążenia z różnymi typami akumulatorów w okresie letnim i zimowym. Czas zasilania wybranych obwodów budynku mieszkalnego w przeprowadzonych testach dla akumulatora Li-Ion w stosunku do akumulatora AGM wzrósł o ok. 50% i zwiększał się wraz ze wzrostem obciążenia.

14

Fuzzy logic-based control strategy for hourly power dispatch of grid-connected photovoltaic with hybrid energy storage

Jusoh Mohd Afifi, Daud Muhamad Zalani, Ibrahim Mohd Zamri

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 1

11--18

EN

The inconsistency of solar irradiance and temperature have led to unpredictable output power fluctuation of photovoltaic (PV) system. This paper proposes a simple control scheme for hybrid energy storage (HES) system to mitigate the long-term and short-term output power fluctuations of the PV system. The proposed control scheme employed the fuzzy logic controller in order to manage the power compensation of the HES system and to maintain the state-of-charge (SOC) level of the HES system within safe operating limits during the mitigation process. In the control scheme, the long-term output power fluctuation is eliminated by using battery energy storage, while short-term output fluctuation is compensated using the ultracapacitor. Apart from that, an hourly PV power dispatch was applied in the control scheme since the grid-connected PV system was considered in this study. The simulation evaluations of PV/HES with the proposed control scheme was conducted in the MATLAB/Simulink environment. The effectiveness of the proposed control scheme was verified through several case studies. Initially, the control scheme was evaluated with different initial SOC levels of HES. Then, the control scheme was evaluated using five days of actual PV system output in order to verify the robustness of the proposed control scheme in actual circumstances. Overall, the simulation evaluation was verified that the proposed control scheme of the PV/HES system effectively mitigates the output power fluctuations of the PV system and output power is dispatched out to the utility grid on an hourly basis. Also, it was able to regulate the SOC of HES at the operational limit throughout the process. The simulation result showed the control scheme successfully reduced the unacceptable output power fluctuation from 20% to less than 1%. The results also showed the SOC of HES was regulated within the range of 38%-75% and 42%-60% of its capacity along the process, respectively.

PL

Niespójność natężenia promieniowania słonecznego i temperatury doprowadziła do nieprzewidywalnych wahań mocy wyjściowej systemu fotowoltaicznego (PV). W niniejszym artykule zaproponowano prosty schemat sterowania hybrydowym systemem magazynowania energii (HES) w celu złagodzenia długo- i krótkoterminowych wahań mocy wyjściowej systemu fotowoltaicznego. Zaproponowany schemat sterowania wykorzystywał sterownik logiki rozmytej w celu zarządzania kompensacją mocy systemu HES i utrzymania poziomu stanu naładowania (SOC) systemu HES w bezpiecznych granicach operacyjnych podczas procesu mitygacji. W schemacie sterowania długoterminowe wahania mocy wyjściowej są eliminowane przez zastosowanie magazynowania energii akumulatora, podczas gdy krótkotrwałe wahania mocy wyjściowej są kompensowane za pomocą ultrakondensatora. Poza tym w schemacie sterowania zastosowano godzinową dyspozytornię mocy fotowoltaicznej, ponieważ w niniejszym opracowaniu uwzględniono system fotowoltaiczny podłączony do sieci. Oceny symulacyjne PV/HES z proponowanym schematem sterowania przeprowadzono w środowisku MATLAB/Simulink. Skuteczność proponowanego schematu kontroli zweryfikowano za pomocą kilku studiów przypadku. Początkowo schemat kontroli oceniano przy różnych początkowych poziomach SOC HES. Następnie schemat sterowania został oceniony przy użyciu pięciu dni rzeczywistej mocy wyjściowej systemu fotowoltaicznego w celu zweryfikowania niezawodności proponowanego schematu sterowania w rzeczywistych warunkach. Ogólnie rzecz biorąc, ocena symulacji została zweryfikowana, że proponowany schemat sterowania systemem PV/HES skutecznie łagodzi wahania mocy wyjściowej systemu fotowoltaicznego, a moc wyjściowa jest wysyłana do sieci energetycznej co godzinę. Ponadto był w stanie regulować SOC HES na limicie operacyjnym podczas całego procesu. Wyniki symulacji wykazały, że schemat sterowania skutecznie zmniejszył niedopuszczalne wahania mocy wyjściowej z 20% do mniej niż 1%. Wyniki pokazały również, że SOC HES był regulowany w zakresie odpowiednio 38%-75% i 42%-60% jego pojemności w trakcie procesu.

15

A photovoltaic system maximum power point tracking by using artificial neural network

Kumar Karri Hemanth, Rao Gadi Venkata Siva Krishna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 2

33--38

EN

The electrical energy from the sun can be extracted using solar photovoltaic (PV) modules. This energy can be maximized if the connected load resistance matches that of the PV panel. In search of the optimum matching between the PV and the load resistance, the maximum power point tracking (MPPT) technique offers considerable potential. This paper aims to show how the modelling process of an efficient PV system with a DC load can be achieved using an artificial neural network (ANN) controller. This is applied via an innovative methodology, which senses the irradiance and temperature of the PV panel and produces an optimal value of duty ration for the boost converter to obtain the MPPT. The coefficients of this controller have been refined based upon previous data sets using the irradiance and temperature. A gradient descent algorithm is employed to improve the parameters of the ANN controller to achieve an optimal response. The validity of the PV system using the MPPT technique based on the ANN controller is further demonstrated via a series of experimental tests at different ambient conditions. The simulation results show how the MPPT technique based on the ANN controller is more effective in maintaining the optimal power values compared with conventional techniques.

PL

Energia elektryczna ze słońca może być pozyskiwana za pomocą modułów fotowoltaicznych (PV). Energię tę można zmaksymalizować, jeśli rezystancja podłączonego obciążenia jest zgodna z rezystancją panelu fotowoltaicznego. W poszukiwaniu optymalnego dopasowania między PV a rezystancją obciążenia, technika śledzenia punktu maksymalnej mocy (MPPT) oferuje znaczny potencjał. Niniejszy artykuł ma na celu pokazanie, w jaki sposób można osiągnąć proces modelowania wydajnego systemu fotowoltaicznego z obciążeniem DC przy użyciu kontrolera sztucznej sieci neuronowej (ANN). Jest to stosowane za pomocą innowacyjnej metodologii, która wykrywa natężenie promieniowania i temperaturę panelu fotowoltaicznego i wytwarza optymalną wartość współczynnika wypełnienia dla konwertera doładowania w celu uzyskania MPPT. Współczynniki tego kontrolera zostały udoskonalone w oparciu o poprzednie zestawy danych z wykorzystaniem natężenia promieniowania i temperatury. Algorytm opadania gradientu jest wykorzystywany do poprawy parametrów kontrolera ANN w celu uzyskania optymalnej odpowiedzi. Ważność systemu fotowoltaicznego wykorzystującego technikę MPPT opartą na sterowniku ANN jest dalej demonstrowana w serii testów eksperymentalnych w różnych warunkach otoczenia. Wyniki symulacji pokazują, w jaki sposób technika MPPT oparta na sterowniku ANN skuteczniej utrzymuje optymalne wartości mocy w porównaniu z technikami konwencjonalnymi.

16

Sliding Mode Control-Based MPPT and Output Voltage Regulation of a Stand-alone PV System

Manuel Nelson Luis, İnanç Nihat

Power Electronics and Drives

|

2022

|

Vol. 7 (42)

159--173

EN

When it comes to reducing emissions caused by the generation of electricity, among different renewable energy sources, the solar energy gains prominence, due to its geographical availability, simplicity of implementation, and absence of physical moving parts. However, the performance of photovoltaic systems is dependent on environmental conditions. Depending on temperature and solar irradiation, the photovoltaic (PV) system has an operating point where maximum power can be generated. The techniques that are implemented to find this operating point are the so-called maximum power point tracking (MPPT) algorithms. Since weather conditions are variable in nature, the output voltage of the PV system needs to be regulated to remain equal to the reference. Most of the existing studies focus either on MPPT or on voltage regulation of the PV system. In this paper, the two-stage PV system is implemented so that both MPPT and voltage regulation are achieved simultaneously. Additionally, an improved version of the perturb and observe (P&O) algorithm based on artificial potential fields (APF), called APF-P&O, is presented. According to the results of the simulations carried out in MATLAB/Simulink software, the APF-P&O method is more efficient than the conventional method.

17

An innovative solar-powered cooling system based on climate-friendly refrigerants, coupled with thermal energy storage: “COOLSPACES 4 LIFE” project

Goljanek Krzysztof, Mazur Dominik, Babul Konrad, Gil Bartosz, Rosiek-Pawłowska Sabina

Instal

|

2022

|

nr 7/8

38--41

EN

The article presents the concept as well as preliminary modeling and technical issues on the ongoing European project COOLSPACES 4 LIFE as a novel study of an innovative solar-powered building cooling (BC) system based on climate-friendly refrigerants (CFRs) operating in tandem with a short term energy storage. This novel BC system is being developed in collaboration with two institutions from Spain, namely University of Almeria and Hedera Helix Ingenieria y Biotecnologia as well as PROZON Fundacja Ochrony Klimatu from Poland. The prototype will supply one floor of Geocentrum building on the Wrocław University of Science and Technogy campus’s institutional facility with a cooling power of 70 kW and will be powered by a photovoltaic system. Once we obtain satisfactory results in Poland this technology will be replicated in Spain in the University of Almeria campus’s institutional facility, thus we aspire to develop a highly exploitable product applicable Europe wide. This technology will significantly reduce carbon emissions and produce significant economic benefits, therefore it will be a perfect climate change mitigation strategy.

PL

W artykule przedstawiono koncepcję, a także wstępne modelowanie i kwestie techniczne dotyczące realizowanego obecnie europejskiego projektu COOLSPACES 4 LIFE, w ramach którego prowadzone są badania nad innowacyjnym systemem chłodzenia budynków, zasilanym energią słoneczną, opartym na przyjaznym dla klimatu czynniku chłodniczym i współpracującym z krótkoterminowym magazynem energii. Ten nowatorski system chłodzenia jest opracowywany we współpracy z dwoma instytucjami z Hiszpanii, z Uniwersytetem w Almerii i Hedera Helix Ingenieria y Biotecnologia oraz z polską Fundacją Ochrony Klimatu PROZON. Prototyp o mocy chłodniczej 70 kW będzie dostarczał chłód do części budynku Geocentrum na terenie kampusu Politechniki Wrocławskiej i będzie zasilany z systemu fotowoltaicznego. Po uzyskaniu zadowalających wyników w Polsce, technologia ta zostanie zreplikowana w Hiszpanii na Uniwersytecie w Almerii, co pozwoli opracować produkt o szerokim zakresie eksploatacyjnym i umożliwi zastosowanie go w całej Europie. Technologia ta znacznie ograniczy emisję dwutlenku węgla i przyniesie znaczące korzyści ekonomiczne, dlatego będzie doskonałą strategią łagodzenia zmian klimatycznych.

18

Performance enhancement of a solar water pumping system using a new three level parallel multicellular converter topology

Khaled Miloudi, Mabrouk Sellami, Tayeb Allaoui, Rafik Boukhlif, Mouloud Denai

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 12

7--13

EN

The use of phtovoltaic energy in water pumping is an economically viable and sustainable solution to rural communities without access to the electricity grid. The aim of this paper is to improve the performance of a phtovoltaic water pumping system by using a new converter structure based on three levels parallel multicell converter. This converter is controlled by two control loops, an external control based on the SMC and FLC MPPT algorithms and an internal control of the output branch current with the hybrid control based on the Petri nets. A comparative study between the boost converter and a three-levels parallel multicellular converter with the SMC and FLC MPPT has been made, which allows us to conclude that the new structure is more advantageous than the conventional structure especially. The boost gives rise to a wide band of strong power oscillations as well as the current and a voltage of PV, which translates into a high harmonic ratio with respect to the three-level parallel multicellular converter structure.

PL

Wykorzystanie energii fotowoltaicznej do pompowania wody jest ekonomicznie opłacalnym i zrównoważonym rozwiązaniem dla społeczności wiejskich bez dostępu do sieci elektrycznej. Celem tego artykułu jest poprawa wydajności fotowoltaicznego systemu pompowania wody poprzez zastosowanie nowej struktury konwertera opartej na trójpoziomowym równoległym konwerterze wieloogniwowym. Przetwornica ta jest sterowana przez dwie pętle sterowania, sterowanie zewnętrzne oparte na algorytmach SMC i FLC MPPT oraz sterowanie wewnętrzne prądu gałęzi wyjściowego ze sterowaniem hybrydowym opartym na sieciach Petriego. Przeprowadzono badanie porównawcze pomiędzy konwerterem boost a trójpoziomowym równoległym konwerterem wielokomórkowym z SMC i FLC MPPT, co pozwala stwierdzić, że nowa konstrukcja jest szczególnie korzystniejsza niż konstrukcja konwencjonalna. Wzmocnienie powoduje powstanie szerokiego pasma silnych oscylacji mocy oraz prądu i napięcia PV, co przekłada się na wysoki współczynnik harmonicznych w stosunku do trójpoziomowej równoległej struktury wielokomórkowej przetwornic.

19

Maximum Power Point Tracking under simplified sliding mode control based DC-DC boost converters

Benaissa Tahar, Djillali Mahi, Khaled Halbaoui

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 7

60--65

EN

In this paper, a design of a simplified sliding mode controller (SMC) for Boost DC-DC converter in continuous conduction mode of operation is presented by defining a simplified formulation for sliding surface. The robustness and stability of the proposed controller are investigated to environment changes. Simulation results show that SMC provides good performance under the climatic changes in term of stability and robustness to irradiance and temperature variations. The proposed converter is a cascaded boost converters under Sliding Mode Control (SMC). The operation of the proposed control of dc–dc converter topology has been verified through simulation using Simulink and its performance has been shown to be satisfactory.

PL

W artykule przedstawiono projekt uproszczonego sterownika trybu ślizgowego (SMC) dla przekształtnika Boost DC-DC w trybie pracy ciągłej przewodzenia poprzez zdefiniowanie uproszczonego sformułowania dla powierzchni ślizgowej. Odporność i stabilność proponowanego kontrolera są badane pod kątem zmian środowiskowych. Wyniki symulacji pokazują, że SMC zapewnia dobrą wydajność przy zmianach klimatycznych pod względem stabilności i odporności na napromienienie i zmiany temperatury. Proponowany konwerter to kaskadowe przetwornice podwyższające w trybie sterowania przesuwnego (SMC). Działanie proponowanego sterowania topologią przekształtnika DC – DC zostało sprawdzone w drodze symulacji z wykorzystaniem Simulink i jego działanie okazało się zadowalające.

20

Energy management for a new power system configuration of base transceiver station (BTS) destined to remote and isolated areas

Mougay Abdallah, Khatir Mohamed, Flitti Mohamed, Zidi Sid-Ahmed, Ganoune Ahmed

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 8

1--8

EN

This paper discusses the energy management for the new power system configuration of the telecommunications site that also provides power to electric vehicles. The modeling and control of the proposed system, composed of hybrid energy sources that are photovoltaic panels and a diesel generator with batteries, are also presented. The hybrid system will provide energy to a telecommunications site located in an isolated area. The management algorithm used in this work aims to significantly reduce the investment costs of the power system. From an environmental point of view, the hybrid system can reduce gas emissions from the diesel generator, while maintaining spaced maintenance targets compatible with the operation of the isolated site.

PL

W artykule omówiono zarządzanie energią w nowej konfiguracji systemu elektroenergetycznego obiektu telekomunikacyjnego, który zapewnia również zasilanie pojazdom elektrycznym. Przedstawiono również modelowanie i sterowanie proponowanym systemem, składającym się z hybrydowych źródeł energii, którymi są panele fotowoltaiczne oraz generator spalinowy z bateriami. System hybrydowy dostarczy energię do zakładu telekomunikacyjnego zlokalizowanego na odizolowanym obszarze. Zastosowany w pracy algorytm zarządzania ma na celu znaczne obniżenie kosztów inwestycyjnych systemu elektroenergetycznego. Z punktu widzenia ochrony środowiska. System hybrydowy może zmniejszyć emisje gazów z generatora Diesla, przy jednoczesnym zachowaniu rozmieszczonych w odstępach celów konserwacji zgodnych z działaniem odizolowanego miejsca.