1. Introducción La generación de energía fotovoltaica es una tecnología que utiliza energía solar para convertir la energía lumínica en electricidad. En el sistema de generación de energía fotovoltaica, para obtener la máxima potencia de generación de energía, es necesario rastrear el cambio de intensidad de la radiación solar en tiempo real y ajustar el estado de funcionamiento del módulo fotovoltaico para mantenerlo cerca del punto de máxima potencia. Este artículo presenta el principio y la aplicación del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia para la generación de energía fotovoltaica.
2. Principio del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia.
En un sistema de generación de energía fotovoltaica, la potencia de salida del módulo fotovoltaico está relacionada con su punto de funcionamiento. El punto de funcionamiento está determinado por el voltaje y la corriente del componente. Por lo tanto, ajustando el estado de funcionamiento del componente para que funcione cerca del punto de máxima potencia, se puede lograr la máxima eficiencia de generación de energía.
El algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia se realiza monitoreando la intensidad de la radiación solar en tiempo real y ajustando el estado de funcionamiento del módulo de acuerdo con el resultado del monitoreo. Los algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia comúnmente utilizados son los siguientes:
2.1 Algoritmo de perturbación y observación (P&O)
El algoritmo P&O es un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia simple y ampliamente utilizado. El principio es determinar el punto de máxima potencia alterando continuamente el estado de funcionamiento del componente y luego observando el cambio en la potencia.
Los pasos específicos son los siguientes:
1. Inicialice el estado de funcionamiento, incluidos el voltaje y la corriente.
2. Mida la potencia actual.
3. Aumente o disminuya el valor del voltaje o la corriente y mida la nueva potencia.
4. Compare la potencia antigua y la nueva, si la potencia nueva es mayor que la potencia anterior, continúe aumentando o disminuyendo el valor del voltaje o la corriente; Si la nueva potencia es menor que la antigua, cambie la dirección y reduzca el tamaño del paso.
5. Repita los pasos 3 y 4 hasta alcanzar el punto de máxima potencia.
El algoritmo P&O es simple y fácil de implementar, pero debido a que se basa en un método de búsqueda local, es fácil que le molesten el ruido y las sombras.
2.2 Algoritmo de conductancia incremental (INC) El algoritmo
INC es un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia basado en el método diferencial. El principio es lograr el seguimiento del punto de máxima potencia ajustando el estado de trabajo de acuerdo con las características de admitancia del componente.
Los pasos específicos son los siguientes:
1. Inicialice el estado de funcionamiento, incluidos el voltaje y la corriente.
2. Mida la potencia de salida actual y la admitancia.
3. Ajuste el estado de funcionamiento según la comparación entre la admitancia actual y la admitancia anterior:
- Si aumenta la admitancia, aumenta el valor de tensión o corriente;
- Si se reduce la admitancia, se reduce el valor de la tensión o de la corriente;
- Si la admitancia no cambia, mantenga el estado de funcionamiento actual.
4. Repita los pasos 2 y 3 hasta alcanzar el punto de máxima potencia.
En comparación con el algoritmo P&O, el algoritmo INC tiene una velocidad de respuesta más rápida y una mejor estabilidad, pero también tiene cierta complejidad computacional.
3. Aplicación del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia
El algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia se utiliza ampliamente en sistemas de generación de energía fotovoltaica para mejorar la eficiencia de la generación de energía y reducir la pérdida de energía. Los siguientes son algunos ejemplos del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia en aplicaciones prácticas:
3.1 Central fotovoltaica
Las centrales fotovoltaicas son el sistema de generación de energía fotovoltaica más común. En las centrales fotovoltaicas, mediante el uso del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia, se puede ajustar el estado de funcionamiento del componente en tiempo real para que funcione siempre cerca del punto de máxima potencia. Esto no sólo mejora la eficiencia de la generación de energía, sino que también prolonga la vida útil de los componentes.
3.2 Farolas fotovoltaicas
Las farolas fotovoltaicas son un tipo de equipo que utiliza energía solar para iluminación. Mediante el uso del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia, es posible garantizar que las farolas fotovoltaicas funcionen siempre a máxima potencia ante cambios en la intensidad de la radiación solar, proporcionando así un mayor tiempo de iluminación.
3.3 Cargador de baterías fotovoltaicas
Un cargador de baterías fotovoltaicas es un dispositivo que utiliza energía solar para cargar baterías. Al utilizar el algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia, el estado de funcionamiento del cargador se puede ajustar en tiempo real para que siempre funcione a la máxima potencia, mejorando así la eficiencia de carga.
4. Conclusión
El algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia de la generación de energía fotovoltaica es una tecnología importante que desempeña un papel clave en el sistema de generación de energía fotovoltaica. Este artículo presenta dos algoritmos comunes de seguimiento del punto de máxima potencia: el algoritmo P&O y el algoritmo INC, y presenta sus aplicaciones en diferentes escenarios de aplicación.
Con el avance de la tecnología y la creciente demanda de energía renovable, el algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia se mejorará y optimizará aún más. Al mejorar continuamente la precisión y estabilidad del algoritmo, se puede mejorar aún más la eficiencia y confiabilidad del sistema de generación de energía fotovoltaica.
