استخدام الخوارزمية الوراثية لملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظمية في الأنظمة الكهروضوئية

الملخص

تعد الأنظمة الكهروضوئية منبعاً متجدداً للطاقة الكهربائية وصديقاً للبيئة، لكن لا تزال أسعارها مرتفعة نسبياً. إنّ الحصول على أعظم استطاعة خرجٍ ممكنةٍ من هذه الأنظمة-وضمان الحفاظ عليها عند أقل كلفة في التطبيقات الواقعية-مرتبط بشكل كبير بملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظميةMaximum Power PointTracking(MPPT)عند مختلف شروط التشغيل. نقترح في هذا المقال استخدام تقنية الخوارزمية الوراثيةGenetic Algorithm (GA) لملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظمية اعتماداً على نموذج الخلية الشمسية. تعطي الخوارزمية المقترحة بشكل مباشر ودقيق جهد التشغيل الأمثل (VOP)الذي سيضبط عليه المبدل(DC/DC)والمقابل لنقطة الاستطاعة الأعظمية وذلك بمعرفة جهد الدارة المفتوحة (VOC) وتيار الدارة القصيرة (ISC) للخلية. وللتحقق من صحة وفعالية الخوارزمية المقترحة قمنا بإعداد برنامج بلغة الماتلابMATLAB R2010a للخوارزمية الوراثية وبرنامجاً ثانياً للخلية الشمسية ودمجهما معاً حيث تم أخذ المقاومة التسلسلية فقط في نموذج الخلية الشمسية وأهملت المقاومة التفرعية. أظهرت نتائج محاكاة تطبيق الخوارزمية المقترحة على عدة نماذج من الألواح الكهروضوئية إمكانية ضبط الجهد بشكل دقيق على القيمةالأمثل وبالتالي تشغيل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة الأعظمية. Photovoltaic systems (PVs)offer an environmentally friendlysource of electricity; however, up till now its price is still relatively high.Achieving the maximum power of these systemsand maintaining it with lowest price in real applications is highly associated with Maximum Power Point Tracking (MPPT) under different operation conditions. This paper proposes the use of Genetic Algorithm (GA) for tracking maximum power point depending on the solar cell model. GA gives, directly and precisely, the optimal operating voltage (VOP) of the cell where the DC/DC converter will be adjusted according to it based on the previous knowledge of the open circuit voltage (VOC) and short circuit current (ISC) of the cell. To validate the correctness and effectiveness of the proposed algorithm, MATLAB R2010a programs for GA and PV system are written and incorporated together where the series resistant of the cell is considered while the shunt resistant is neglected. Simulation results of applying GA on different types of solar panels showedthe possibilityof the accurateadjusting of the voltagetothe optimum valueand thusoperating the systemat maximum power point.