Tracking maximum power point of photovoltaic modules under non-uniform solar irradiance

Abstract

This master work was focused on modelling and investigation of a photovoltaic module which operates in non-uniform solar irradiance and temperature changes which is typical to Lithuanian climate. 60 polycrystalline silicon cells were used to model photovoltaic module. Matlab®/Simulink® was used for modelling and calculating the whole system. To generate solar insolation curve, the latitude, longitude of the geographic place and a number of days in a year have to be selected. Buck-boost DC-DC converter and hill-climbing maximum power point tracking algorithm was used to produce maximum power point of the photovoltaic module. Modeled system has reached 93.95 % of maximum power from the photovoltaic module. Structure: introduction, review of maximum power point algorithms, system modelling, research results, conclusions, references. The thesis consists of: 60 pages, 41 figures, 16 tables, 37 references. Appendixes included.

Šiame magistro darbe buvo sumodeliuotas ir ištirtas fotovoltinio modulio veikimas, veikiant Lietuvoje būdingiems saulės apšvietos ir temperatūros pokyčiams. Fotovoltinį modulį sudaro 60 polikristalinių silicio celių sujungtų nuosekliai sistema. Modeliavimui ir skaičiavimas atlikti buvo naudojamas Matlab®/Simulink® programinės įrangos paketas. Įvedus vietos ilgumą, platumą ir pasirinkus metų dieną sugeneruojama saulės apšvietos kreivė paros bėgyje. Išgauti maksimalią galią iš fotovoltinio elemento buvo pasirinkta „buck-boost“ tipo įtampos keitiklis ir „Kalno-kilimo“ didžiausios galios taško algoritmas. Naudojant pasirinkto tipo įtampos keitiklį ir algoritmą galima pasiekti iki 93,95 % maksimalios galios. Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, maksimalios galios algoritmų literatūros apžvalga, sistemos modeliavimas, maksimalios galios algoritmo sudarymas, rezultatai, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis 60 puslapiai, 2 priedai, 41 iliustracijų 16 lentelių, 37 bibliografiniai šaltiniai.