Dergiler / Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2023 / Cilt: 11 - Sayı: 1

Hızla Değişen İklim Koşulları İçin İleri Beslemeli Sinir Ağı Tabanlı MPPT'nin Karşılaştırmalı Performans Analizi

COMPARATIVE PERFORMANCE ANALYSIS OF A FEED-FORWARD NEURAL NETWORK-BASED MPPT FOR RAPIDLY CHANGING CLIMATIC CONDITIONS

Sayfa
71–86
Yayın Tarihi
2023-03-01
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Simülasyon sonuçları, önerilen MPPT tekniğinin hem IC tabanlı MPPT hem de FL tabanlı MPPT sistemlerine kıyasla izleme verimliliği ve yakınsama hızı açısından daha yüksek performansa ulaştığını göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:İklim koşullarındaki hızlı ve ani değişiklikler, klasik MPPT teknikleri için bir zorluk teşkil eder çünkü MPP'den uzaklaşır ve bu da güç kaybına neden olur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Önerilen yaklaşımda, FFAAN, PV çıkış geriliminin V_MPP optimum değerini tahmin ederken, doğrudan kontrol tekniği MPP'de çalışma noktasını oluşturan görev döngüsünün optimal bir ayarını gerçekleştirir.
💡
Sonuç & Katkı:Simülasyon sonuçları, önerilen MPPT tekniğinin hem IC tabanlı MPPT hem de FL tabanlı MPPT sistemlerine kıyasla izleme verimliliği ve yakınsama hızı açısından daha yüksek performansa ulaştığını göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Fotovoltaik · MPPT · Yapay Sinir Ağı

Özet

İklim koşullarındaki hızlı ve ani değişiklikler, klasik MPPT teknikleri için bir zorluk teşkil eder çünkü MPP'den uzaklaşır ve bu da güç kaybına neden olur. Bu makale, ileri beslemeli bir yapay sinir ağına (FFANN) ve bir doğrudan kontrol tekniğine dayanan yeni bir MPPT tekniği sunmaktadır. Önerilen yaklaşımda, FFAAN, PV çıkış geriliminin V_MPP optimum değerini tahmin ederken, doğrudan kontrol tekniği MPP'de çalışma noktasını oluşturan görev döngüsünün optimal bir ayarını gerçekleştirir. Önerilen tekniğin performansını değerlendirmek için sistem modeli MATLAB/Simulink ortamında oluşturulmuş ve simüle edilmiştir. Simülasyon sonuçları hızla değişen iklim koşulları altında toplanır. Simülasyon sonuçları, önerilen MPPT tekniğinin hem IC tabanlı MPPT hem de FL tabanlı MPPT sistemlerine kıyasla izleme verimliliği ve yakınsama hızı açısından daha yüksek performansa ulaştığını göstermektedir. Sonuçlar, önerilen tekniğin V_MPP'yi doğru bir şekilde tahmin ettiğini ve %99.9'luk bir izleme verimliliği elde ederken, FL tabanlı MPPT kullanıldığında %94 ve IC tabanlı MPPT kullanıldığında %91.5'lik bir izleme verimliliği sağladığını göstermektedir. Bu da önerilen tekniğin klasik tekniklere göre hızla değişen iklim koşullarında üstün performans sergilediğini ve enerji üretim verimliliğini artırdığını göstermektedir.

Abstract

Rapid and abrupt changes in climatic conditions present a challenge to classical MPPT techniques as they drift from the MPP, resulting in loss of power. This paper presents a new MPPT technique based on a feed-forward artificial neural network (FFANN) and a direct control technique. In the proposed approach, FFAAN estimates the optimum value of the PV output voltage V_MPP, while the direct control technique achieves an optimal adjustment of the duty cycle making the operating point at MPP. To evaluate the performance of the proposed technique, the accurate electrical model of the system parts was built and simulated in MATLAB/Simulink environment. The simulation results are collected under rapidly changing climatic conditions. Simulation results show that the proposed MPPT technique achieves higher performance in terms of tracking efficiency and convergence speed compared to both the IC-based MPPT and FL-based MPPT systems. The results show that the proposed technique accurately estimates V_MPP, achieving a tracking efficiency of 99.9%, while the tracking efficiency is 94% when using FL-based MPPT and 91.5% when using IC-based MPPT. This demonstrates that the proposed technique exhibits superior performance under rapidly changing climatic conditions and increases energy production efficiency compared to classical techniques.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

OMAR, F. A. (2023). Hızla Değişen İklim Koşulları İçin İleri Beslemeli Sinir Ağı Tabanlı MPPT'nin Karşılaştırmalı Performans Analizi. Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 11 - Sayı: 1, 71–86. https://ajindex.com/articles/884111

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (11)

  1. S. D. Al-Majidi, M. F. Abbod, and H. S. Al-Raweshidy, "A particle swarm optimisation-trained feedforward neural network for predicting the maximum power point of a photovoltaic array," Engineering Applications of Artificial Intelligence, vol. 92, p. 103688, 2020
  2. S. Messalti, A. Harrag, and A. Loukriz, "A new variable step size neural networks MPPT controller: Review, simulation and hardware implementation," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 68, pp. 221-233, 2017
  3. M. H. Zafar et al., "A novel meta-heuristic optimization algorithm based MPPT control technique for PV systems under complex partial shading condition," Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 47, p. 101367, 2021
  4. P. Bahrani and N. Jain, "Performance analysis of P&O and FLC method of MPPT for PV module based on five-parameter model," in Proceedings of international conference on computational intelligence and emerging power system, 2022, pp. 357-369: Springer
  5. A. Kulaksız, G. Gökkuş, and F. Alhajomar, "Rapid control prototyping based on 32-Bit ARM Cortex-M3 microcontroller for photovoltaic MPPT algorithms," 2019
  6. R.-M. Chao, S.-H. Ko, H.-K. Lin, and I.-K. Wang, "Evaluation of a distributed photovoltaic system in grid-connected and standalone applications by different MPPT algorithms," Energies, vol. 11, no. 6, p. 1484, 2018
  7. M. B. Hayat, D. Ali, K. C. Monyake, L. Alagha, and N. Ahmed, "Solar energy—A look into power generation, challenges, and a solar‐powered future," International Journal of Energy Research, vol. 43, no. 3, pp. 1049-1067, 2019
  8. F. Alhaj Omar and A. A. Kulaksiz, "Experimental evaluation of a hybrid global maximum power tracking algorithm based on modified firefly and perturbation and observation algorithms," Neural Computing and Applications, vol. 33, no. 24, pp. 17185-17208, 2021
  9. A. M. O. Anwer, F. A. Omar, and A. A. Kulaksiz, "Design of a fuzzy logic-based MPPT controller for a PV system employing sensorless control of MRAS-based PMSM," International Journal of Control, Automation and Systems, vol. 18, no. 11, pp. 2788-2797, 2020
  10. M. H. Alsharif, K. Yahya, and Z. W. Geem, "Strategic market growth and policy recommendations for sustainable solar energy deployment in South Korea," Journal of Electrical Engineering & Technology, vol. 15, no. 2, pp. 803-815, 2020
  11. V. Gupta, M. Sharma, R. K. Pachauri, and K. D. Babu, "Comprehensive review on effect of dust on solar photovoltaic system and mitigation techniques