محول الطاقة DC-DC converter هو أحد أهم العناصر الأساسية المعتمدة من أجل الاستخدام الفعال لمصادر الطاقات المتجددة, الهدف الرئيسي لهذه المقالة هو استخدام نظام لتتبع نقطة الاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking system (MPPT مع محول رافع- خافض لل
جهد Buck-Boost converter للحصول على أقصى طاقة ممكنة لنظام كهروشمسي photovoltaic (PV) system وفق تغير شروط شدة الإشعاع و درجة الحرارة المحيطة و الحمل.
إن الهدف الرئيس لهذا البحث هو تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية الأعظمية, و قد تم استخدام نظام تتبع للاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking (MPPT) system, مكون من مبدل (رافع – خافض) للجهد المستمر buck-boost Direct Current DC/DC converter
, المبدل مقاد بواسطة متحكم صغري, تمت برمجته بطريقة الموصلية المتزايدة Incremental Conductance (InCond) و تعد طريقة سهلة و موثوقة للتتبع.
تم اختبار نظام الشحن المقترح و النتائج التي حصلنا عليها تؤكد التحكم الدائم بعملية الشحن للبطارية.
تم إجراء دراسة مقارنة مع جهاز شحن شمسي يعتمد التحكم بعرض النبضة PWM, و قد أوضحت النتائج أنه تم شحن المدخرة الموصولة مع نظام الشحن المقترح بوقت أسرع, مع الأخذ بالحسبان ساعات الإشعاع الشمسي باليوم, و مواصفات اللوح الشمسي المستخدم, و هذا يؤكد وثوقية أداء نظام الشحن المقترح.
تعد الأنظمة الكهروضوئية منبعاً متجدداً للطاقة الكهربائية و صديقاً للبيئة، لكن لا تزال أسعارها مرتفعة نسبياً. إنّ الحصول على أعظم استطاعة خرجٍ ممكنةٍ من هذه الأنظمة-و ضمان الحفاظ عليها عند أقل كلفة في التطبيقات الواقعية-مرتبط بشكل كبير بملاحقة نقطة ال
استطاعة الأعظمية Maximum Power PointTracking (MPPT عند مختلف شروط التشغيل.
نقترح في هذا المقال استخدام تقنية الخوارزمية الوراثية (Genetic Algorithm (GA لملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظمية اعتماداً على نموذج الخلية الشمسية. تعطي الخوارزمية المقترحة بشكل مباشر و دقيق جهد التشغيل الأمثل (VOP) الذي سيضبط عليه المبدل (DC/DC) و المقابل لنقطة الاستطاعة الأعظمية و ذلك بمعرفة جهد الدارة المفتوحة (VOC) و تيار الدارة القصيرة (ISC) للخلية.
و للتحقق من صحة و فعالية الخوارزمية المقترحة قمنا بإعداد برنامج بلغة الماتلاب MATLAB R2010a للخوارزمية الوراثية و برنامجاً ثانياً للخلية الشمسية و دمجهما معاً حيث تم أخذ المقاومة التسلسلية فقط في نموذج الخلية الشمسية و أهملت المقاومة التفرعية.
أظهرت نتائج محاكاة تطبيق الخوارزمية المقترحة على عدة نماذج من الألواح الكهروضوئية إمكانية ضبط الجهد بشكل دقيق على القيمة الأمثل و بالتالي تشغيل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة الأعظمية.
بسبب نقص كميات الوقود الأحفوري و المشتقات النفطية و مشاكل تأمينها و ارتفاع
أسعارها عالمياً و محليا فقد أصبح من الضروري البحث عن وسائل و طرائق أخرى تؤمن
الطاقة الكهربائية بعيداً عن المصادر الأحفورية أو تشكل رديفاً لها.
يتم التركيز على مصادر الطاقات
المتجددة و لاسيما الشمسية بشكيها الحراري و الكهروضوئي، و الريحية بالإضافة للكتلة الحية و ذلك بسبب توافرها في الجمهورية العربية
السورية بشكل كاف.
من خلال هذا البحث نشجع على استغلال مصادر الطاقات المتجددة، حيث سنستعرض
الاستثمار في مجال الطاقة الكهروضوئية و جدواها الاقتصادية و مقارنتها بتوليد الطاقة
الكهربائية باستخدام مولدات الديزل.
