Optimization of accurate estimation of single diode solar photovoltaic parameters and extraction of maximum power point under different conditions

Abstract

With the snowballing requirement of renewable resources of energy, solar energy has been an area of key concern to the increasing demand for electricity. Solar photovoltaic has gotten a considerable amount of consideration from researchers in recent years. Purpose. For generating nearly realistic curves for the solar cell model it is needed to estimate unknown parameters with utmost precision. The five unknown parameters include diode-ideality factor, shunt-resistance, photon-current, diode dark saturation current, and series-resistance. Novelty. The proposed research method hybridizes flower pollination algorithm with least square method to better estimate the unknown parameters, and produce more realistic curves. Methodology. The proposed method shows many promising results that are more realistic in nature, as compared to other methods. Shunt-resistance and series-resistance are considered and diode constant is not neglected in this approach that previously has been in practice. The values of series-resistance and diode-ideality factor are found using flower pollination algorithm while shunt-resistance, diode dark saturation current and photon-current are found through least square method. Results. The combination of these techniques has achieved better results compared to other techniques. The simulation studies are carried on MATLAB/Simulink.

З огляду на величезну потребу у відновлюваних енергетичних ресурсах, сонячна енергія стала ключовою сферою розв’язання проблеми зростання попиту на електроенергію. За останні роки сонячна фотоелектрична техніка отримала значну увагу з боку дослідників. Мета. Для створення майже реалістичних кривих для моделі сонячних батарей необхідно оцінити невідомі параметри з максимальною точністю. П'ять невідомих параметрів включають коефіцієнт ідеальності діодів, опір шунту, фотонний струм, струм темного насичення діодів і послідовний опір. Новизна. Запропонований метод дослідження поєднує алгоритм запилення квітів із методом найменших квадратів для кращої оцінки невідомих параметрів та отримання більш реалістичних кривих. Методологія. Запропонований метод демонструє багато перспективних результатів, які є більш реалістичними за своєю природою, порівняно з іншими методами. Розглянуто опір шунта і послідовний опір, і в цьому підході, який раніше застосовувався на практиці, не нехтують постійною діода. Значення послідовного опору та коефіцієнта ідеальності діодів визначаються за допомогою алгоритму запилення квіток, тоді як опір шунту, струм темного насичення діодів і фотонний струм - методом найменших квадратів. Результати. Поєднання цих методів забезпечило кращі результати у порівнянні з іншими методами. Моделювання проводиться на MATLAB/Simulink.