نویسنده: محسن فرزان، کارشناس ارشد انرژی‌های تجدیدپذیر 
زمان مطالعه: ۳ دقیقه
سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک (Solar photovoltaic energy systems)، برای تامین بار الکتریکی مورد نیاز در مناطق دور افتاده و یا به‌صورت نیروگاه متصل به شبکه سراسری برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. پژوهش‌های فروانی جهت کاهش هزینه‌های تولید انرژی از این سیستم‌ها انجام شده است. یکی از مهم‌ترین فاکتورهای مورد توجه در این تحقیقات کاهش هزینه تولید انرژی از طریق افزایش تولید انرژی در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک به‌وسیله اصلاح کارآیی در زمان عملکرد آن است. این امر می‌تواند با استفاده از دنبال کردن ماکزیمم توان در دسترسِ سیستم فتوولتاییک رخ دهد که منجر به افزایش قابل‌توجه انرژی تولیدی از سیستم شده و هزینه آن را کاهش می‌دهد. تجهیزی که برای دنبال‌کردن بیشینه توان دردسنرس از سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد، اصطلاحا دنبال‌کننده نقطه بیشینه توان (MPPT) نامیده می‌شود.
دنبال‌کننده نقطه ماکزیمم توان از روش‌های کنترل شده‌ای استفاده می‌کند تا مبدل‌های الکترونیک قدرت را به‌منظور حصول اطمینان از اینکه حداکثر توان ممکن از سیستم انرژی خورشیدی فتوولتاییک استخراج می‌شود، کنترل کند. روش‌های متداول دنبال‌کننده نقطه حداکثر توان بیشینه همچون الگوریتم آشفتگی و مشاهده (P&O)، الگوریتم تپه‌نوردی (hill climbing)، الگوریتم هدایت افزایشی (incremental conductance) و غیره، سال‌ها پیش از این معرفی شده‌اند و در سسیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک که سایه‌اندازی بر روی آن‌ها وجود ندارد، عملکرد بسیار مناسبی دارند. اما در شرایط سایه جزئی (partial shading)، چندین قله در منحنی مشخصه P-V آرایه فتوولتاییک ایجاد می‌شود که می‌تواند روش‌های متداول ذکر شده را با دنبال‌کردن یکی از قله‌های محلی دچار خطا کند.
با پیشرفت هوش مصنوعی، محاسبات نرم و روش‌های الگورتیم‌های فراابتکاری، می‌توان بر این محدودیت روش‌های متداول فائق آمد. روش‌های الگورتیم‌های فراابتکاری می‌توانند قله کلی در منحنی مشخصه P-V در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک تحت سایه جزئی و یا بدون آن را دنبال کنند و امروزه تمایل برای بکارگیری آن در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک در حال رشد است. روش‌های زیاد فراابتکاری در این کتاب معرفی و بررسی شده‌اند که از آن جمله می‌توان به روش‌های بهینه‌سازی ازدحام ذرات (particle swarm optimization)، گرگ خاکستری(gray wolf optimization)، کلونی مورچگان (ant colony optimization)، نهنگ (whale optimization)، تبرید شبیه‌سازی شده (simulated annealing) و غیره، اشاره کرد. همچنین روش‌های هیبریدی بین روش‌های متداول و فراابتکاری و یا بین دو روش فراابتکاری در فصل‌های این کتاب معرفی شده است.
فصل‌های زیادی از کتاب حاضر به معرفی روش‌های جدید MPPT در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک پرداخته است. این کتاب مروری بر مدل‌سازی سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک و مشخصه‌های عملکردی آن در شرایط کارکردی گوناگون، خواهد داشت. همچنین، توضیحات دقیقی درباره تغییرات نقطه توان بیشینه در شرایط سایه و بدون سایه در کتاب بیان شده است. مرور دقیق بر تاریخچه روش‌های MPPT متداول و جدید برای روشن‌تر شدن چگونگی توسعه این حوزه، در کتاب حاضر آورده شده است. جدیدترین روش‌های مورد استفاده به‌عنوان MPPT در این کتاب معرفی و تشریح شده است. روش‌های بسیاری برای شرایط دارای اثر سایه جزیی در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک نیز معرفی و بررسی شده است. پروژه‌های کاربردی در این حوزه با دقت ارزیابی شده است. همچنین، مدارهای الکترونیک قدرت مورد استفاده در مبدل‌های DC-DC نیز در این کتاب معرفی و مورد ارزیابی شده‌اند.
این کتاب برای آن دسته از افرادی که به دنبال استفاده از سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک جهت تامین بارهای الکتریکی در مناطق دور افتاده و یا اتصال به شبکه سراسری برق هستند، مفید خواهد بود. این کتاب به آن‌ها کمک می‌کند تا از مشخصه‌های عملکردی سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک، مدل‌سازی، چگونگی کارکرد، چالش‌ها، روش‌های دنبال کردن نقطه توان بیشینه و نکات عملیاتی، اطلاع کسب کنند. این کتاب برای محققان، طراحان و اپراتورهای نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک و همچنین دانشجویان مفید خواهد بود تا روندهای جدید در زمینه سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتاییک بخصوص دنبال کردن نقطه توان بیشینه آشنا شوند.
| عنوان فارسی: | شیوه‌های جدید دنبال‌کردن نقطه بیشینه توان (MPPT) در سیستم‌های انرژی فتوولتاییک |
| عنوان انگلیسی: | Modern Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Energy Systems |
| نویسندگان: | Ali M. Eltamaly – Almoataz Y. Abdelaziz |
| ناشر: | Springer |
| سال انتشار: | ۲۰۲۰ |
| تعداد صفحات: | ۴۸۶ |
| حجم فایل کتاب: | ۳۲ مگابایت |
| لینک دانلود مستقیم: |  |
دیدگاهتان را بنویسید