1. Introdução A geração de energia fotovoltaica é uma tecnologia que utiliza energia solar para converter energia luminosa em eletricidade. No sistema de geração de energia fotovoltaica, para obter a potência máxima de geração de energia, é necessário acompanhar a variação da intensidade da radiação solar em tempo real e ajustar o estado de funcionamento do módulo fotovoltaico para mantê-lo próximo ao ponto de potência máxima. Este artigo apresenta o princípio e a aplicação do algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima para geração de energia fotovoltaica.
2. Princípio do algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima
Em um sistema de geração de energia fotovoltaica, a potência de saída do módulo fotovoltaico está relacionada ao seu ponto de operação. O ponto operacional é determinado pela tensão e corrente do componente. Portanto, ajustando o estado de funcionamento do componente para que ele funcione próximo ao ponto de potência máxima, a eficiência máxima de geração de energia pode ser alcançada.
O algoritmo de rastreamento do ponto de potência máxima é realizado monitorando a intensidade da radiação solar em tempo real e ajustando o estado de funcionamento do módulo de acordo com o resultado do monitoramento. Os algoritmos de rastreamento de ponto de potência máxima comumente usados são os seguintes:
2.1 Algoritmo Perturb and Observe (P&O) O algoritmo
P&O é um algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima simples e amplamente utilizado. O princípio é determinar o ponto de potência máxima perturbando continuamente o estado de funcionamento do componente e depois observando a mudança na potência.
As etapas específicas são as seguintes:
1. Inicialize o estado de funcionamento, incluindo tensão e corrente.
2. Meça a potência atual.
3. Aumente ou diminua o valor da tensão ou corrente e meça a nova potência.
4. Compare a potência antiga e a nova, se a nova potência for maior que a antiga, continue aumentando ou diminuindo o valor da tensão ou corrente; Se a nova potência for menor que a antiga, mude a direção e reduza o tamanho do passo.
5. Repita as etapas 3 e 4 até atingir o ponto de potência máxima.
O algoritmo P&O é simples e fácil de implementar, mas por ser baseado no método de busca local, é fácil ser perturbado por ruídos e sombras.
2.2 Algoritmo de Condutância Incremental (INC) O algoritmo
INC é um algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima baseado no método diferencial. O princípio é alcançar o rastreamento máximo do ponto de potência ajustando o estado de funcionamento de acordo com as características de admissão do componente.
As etapas específicas são as seguintes:
1. Inicialize o estado de funcionamento, incluindo tensão e corrente.
2. Meça a potência e a admissão de saída atual.
3. Ajustar o estado de funcionamento de acordo com a comparação entre a admitância atual e a admitância anterior:
- Se a admitância aumentar, o valor da tensão ou corrente aumenta;
- Se a admitância for reduzida, o valor da tensão ou da corrente é reduzido;
- Se a admissão permanecer inalterada, manter o estado de funcionamento atual.
4. Repita as etapas 2 e 3 até atingir o ponto de potência máxima.
Comparado ao algoritmo P&O, o algoritmo INC possui velocidade de resposta mais rápida e melhor estabilidade, mas também possui certa complexidade computacional.
3. Aplicação do algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima
O algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima é amplamente utilizado em sistemas de geração de energia fotovoltaica para melhorar a eficiência da geração de energia e reduzir a perda de energia. A seguir estão alguns exemplos do algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima em aplicações práticas:
3.1 Central Fotovoltaica
As centrais fotovoltaicas são o sistema de geração de energia fotovoltaica mais comum. Nas centrais fotovoltaicas, através do algoritmo de rastreamento do ponto de potência máxima, o estado de funcionamento do componente pode ser ajustado em tempo real para que funcione sempre próximo do ponto de potência máxima. Isto não só melhora a eficiência da geração de energia, mas também prolonga a vida útil dos componentes.
3.2 Postes Fotovoltaicos Postes
Fotovoltaicos Os postes fotovoltaicos são um tipo de equipamento que utiliza energia solar para iluminação. Ao utilizar o algoritmo de rastreamento de pontos de máxima potência, é possível garantir que a iluminação pública fotovoltaica funcione sempre na potência máxima no caso de alterações na intensidade da radiação solar, proporcionando assim maior tempo de iluminação.
3.3 Carregador de bateria fotovoltaica
Um carregador de bateria fotovoltaica é um dispositivo que utiliza energia solar para carregar baterias. Ao utilizar o algoritmo de rastreamento do ponto de potência máxima, o estado de funcionamento do carregador pode ser ajustado em tempo real para que ele funcione sempre na potência máxima, melhorando assim a eficiência do carregamento.
4. Conclusão
O algoritmo de rastreamento de ponto de potência máxima de geração de energia fotovoltaica é uma tecnologia importante, que desempenha um papel fundamental no sistema de geração de energia fotovoltaica. Este artigo apresenta dois algoritmos comuns de rastreamento de ponto de potência máxima: algoritmo P&O e algoritmo INC, e apresenta suas aplicações em diferentes cenários de aplicação.
Com o avanço da tecnologia e a crescente demanda por energia renovável, o algoritmo de rastreamento do ponto de potência máxima será ainda mais aprimorado e otimizado. Ao melhorar continuamente a precisão e a estabilidade do algoritmo, a eficiência e a confiabilidade do sistema de geração de energia fotovoltaica podem ser melhoradas ainda mais.
