Do you want to publish a course? Click here

Design and implementation of high efficiency DC-DC converter for standalone photovoltaic systems

دراسة و تنفيذ مبدل DC-DC بفعالية عالية للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة

2040   4   101   0 ( 0 )
 Publication date 2016
and research's language is العربية
 Created by Shamra Editor




Ask ChatGPT about the research

This research introduce a detailed study of designing high efficiency 100W DC-DC Boost Converter for standalone photovoltaic system and practical implementation of it’s circuit, by selecting the best elements with less loss in power in the tow designs,to reach the best efficiency by theoretical calculations and simulation in ORCA, and compare the results with the practical implementation. Also this research shows a study of effect of frequency variation on the efficiency of the converter.


Artificial intelligence review:
Research summary
يتناول هذا البحث دراسة وتصميم وتنفيذ مبدل DC-DC رافع للجهد بفعالية عالية لاستطاعة 100 واط، مخصص للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة. يهدف البحث إلى اختيار أفضل العناصر لتصميم المبدل بأقل فقد في الطاقة، وذلك لتحقيق أفضل مردود ممكن. يتم ذلك من خلال الحسابات النظرية للمردود وإجراء محاكاة باستخدام برنامج ORCAD، ومن ثم مقارنة النتائج مع التنفيذ العملي. كما يتناول البحث تأثير تغير التردد على مردود المبدل. يتضمن البحث مقدمة عن أهمية الطاقة الشمسية، وشرحًا لمكونات الخلية الشمسية، وأهداف البحث، ومواد وطرق البحث، وتصميم المبدل، واختيار العناصر المستخدمة مثل الملف والمكثف والمفتاح الإلكتروني والديود، بالإضافة إلى الحسابات النظرية للمردود والمحاكاة والتنفيذ العملي. توصلت الدراسة إلى تحقيق مردود عالٍ يتراوح بين 92% و96%، مما يبرز أهمية الاختيار الدقيق للعناصر في تحقيق مردود عالٍ وتقليل عدد الألواح الشمسية المطلوبة في التطبيقات المختلفة.
Critical review
دراسة نقدية: يعد هذا البحث خطوة مهمة نحو تحسين فعالية المبدلات DC-DC المستخدمة في الأنظمة الكهروشمسية المستقلة. ومع ذلك، يمكن تقديم بعض الملاحظات النقدية البناءة. أولاً، كان من الممكن أن يتضمن البحث تحليلًا أعمق لتأثير العوامل البيئية المختلفة على أداء المبدل، مثل درجة الحرارة والرطوبة. ثانيًا، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل تطبيقات أخرى للمبدلات DC-DC في مجالات مختلفة، مما يعزز من شمولية البحث. ثالثًا، على الرغم من أن البحث قدم نتائج عملية جيدة، إلا أن تنفيذ تجارب ميدانية في بيئات مختلفة كان يمكن أن يضيف قيمة أكبر للنتائج. وأخيرًا، كان من الممكن تضمين تحليل اقتصادي لتكلفة المكونات المستخدمة وتأثيرها على التكلفة الإجمالية للمبدل، مما يساعد في تقييم الجدوى الاقتصادية للتصميم.
Questions related to the research
  1. ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟

    الهدف الرئيسي من البحث هو تصميم وتنفيذ مبدل DC-DC رافع للجهد بفعالية عالية لاستطاعة 100 واط، مخصص للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة، وتحقيق أفضل مردود ممكن من خلال اختيار أفضل العناصر وتقليل الفقد في الطاقة.

  2. ما هي الأدوات المستخدمة في المحاكاة؟

    تم استخدام برنامج ORCAD لإجراء المحاكاة وتصميم المبدل وحساب المردود، ومن ثم مقارنة النتائج مع الحسابات النظرية والتنفيذ العملي.

  3. ما هي النتائج العملية التي توصل إليها البحث؟

    توصل البحث إلى تحقيق مردود عالٍ يتراوح بين 92% و96%، مما يبرز أهمية الاختيار الدقيق للعناصر في تحقيق مردود عالٍ وتقليل عدد الألواح الشمسية المطلوبة في التطبيقات المختلفة.

  4. ما هي التوصيات المستقبلية التي قدمها البحث؟

    يوصي البحث بضرورة التركيز على تقليل حجم المبدلات DC-DC وزيادة فعاليتها، بالإضافة إلى تحسين اختيار العناصر المستخدمة في التصميم، وذلك لتحقيق مردود أعلى وحجم أصغر وسعر أقل، مما يسهم في انتشار أوسع لاستخدام الألواح الشمسية في مختلف المجالات.


References used
W.ERICKSON,R1999 - DC-DC Power Converters. Wiley, Colorado,60p
BASTOS,J 2008 - DC-DC Switch-Mode Converters. University of Algarve, chapter 7,58pp
"Prof. RUFER,A and Barrade.P - cours d' electronique de puissance Conversion dc-dc, Masson ,90pp
rate research

Read More

The article studies the open loop and closed loop systems for the improved converter. An improved DC-DC boost converter is modeled and simulated using Matlab R2013a. The simulation and experimental results of the tow systems are presented and co mpared. The performance of the improved converter is also compared with the conventional boost converter.The article studies the open loop and closed loop systems for the improved converter. An improved DC-DC boost converter is modeled and simulated using Matlab R2013a. The simulation and experimental results of the tow systems are presented and compared. The performance of the improved converter is also compared with the conventional boost converter.
Search is based on the first stage DC/DC in the solar photovoltaic system, where it was appropriate to use Ripple Correlation Control method for tracking the maximum power point of photovoltaic arrays. The technique takes advantage of the signal ri pple, which is automatically present in power converters, where the ripple is interpreted as a perturbation from which a gradient ascent optimization can be realized. The Basic feature of Ripple Correlation Control technique converges asymptotically at maximum speed to the maximum power point, and has simple circuit implementations. And will validate the results in practice.
This research is a study of a new control method of switching non-isolated dc-dc boost converters used in Photovoltaic systems. This method is called Sliding Mode Control (SMC), which is considered as an alternative to other methods, to keep a sta ble and constant output voltage by changing the input voltage and load current. The analyzing method of the switching nonisolated dc-dc boost converters using SMC shows the same complexity of Clasic circuits, but it gives an increasing potential and a high-dynamic response to ensure a constant output voltage reaches to 40volt by changing the input voltage in the range (16-21volt) and the load (8-13Ω). Methods to measure the accuracy, error, and efficiency of maximum power point trackers (MPPT) have been identified and presented in a schematic way, together with definitions of terms and calculations.
This research deals with improving the efficiency of solar photovoltaic (PV) power systems using a Maximum Power Point Tracker controller (MPPT controller), based in his work on the Maximum Power Point Tracking techniques via the direct control met hod. Which used to control the duty cycle of DC-DC Voltage Converter, to achieve the photovoltaic system works at a Maximum Power Point under different atmospheric changes of the solar insolation and ambient temperature. In this context, our work is focused on the simulation of the components of the power generating system, such as the photovoltaic system, DC-DC Boost Converter and a MPPT controller in Matlab/Simulink environment. The simulating of the MPPT controller was based on several algorithms such as: Constant Voltage algorithm, Perturb and Observe algorithm and Incremental Conductance algorithm by using Embedded MATLAB function. The simulation results showed the effectiveness of the MPPT controller to increase the photovoltaic system power compared with non-use of a MPPT controller. The results also showed the best performance of MPPT controller based on Perturb and Observe and Incremental Conductance algorithm, compared with constant voltage algorithm in tracking the Maximum Power Point under atmospheric changes.
The DC sources like fuel cells, solar cells, storage units need to raise its output voltage in order to match load requirements. So often these systems are equipped with Power Electronics techniques in general and DC-DC booster converters in partic ular. The paper provides the mathematical model and algorithm for designing the booster converter with selected values in order to define the values of the most important parameters of its components including inductor parameters. Based on the developed algorithm, a simulation of the system is conducted in MATLAB / Simulink environment to analyze the impact of changing the inductor inductance on booster performance. Also the paper includes the mathematical model and algorithm for designing the booster inductor in terms of material, conductor type and shape of core and number of windings. Based on the design results, the inductor has been implemented completely in the laboratory. The inductance of the implemented inductor has been measured using a number of measuring methods to make sure of its value and match it with the theoretical values of design. Finally, the developed algorithm has been translated into a program in an environment Matlab / GUI , with which several computer tests have been performed.
comments
Fetching comments Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا