Comparison of the performance of MPPT methods applied in converters Buck and Buck-Boost for autonomous photovoltaic systems

• Published in: Ingeniare : Revista Chilena de Ingenieria Vol. 29; no. 2; pp. 229 - 244
• Main Authors: López Seguel, Julio, Seleme Jr, S.I, Moráis, Lenin M.F
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Arica Universidad de Tarapacá 01.06.2021
• Subjects: Comparative studies; Efficiency; ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY; Incremental conductance; Interfaces; Matlab; Maximum power tracking; Photovoltaic cells; Power converters; Solar energy; Steady state; Topology; Transient response; Weather; voltaje constante; sistema fotovoltaico aislado; constant voltage; PV stand-alone system; perturba y observa; incremental conductance; Buck; Buck-Boost; perturb and observe; conductancia incremental
• ISSN: 0718-3305; 0718-3291; 0718-3305
• DOI: 10.4067/S0718-33052021000200229

En sistemas de generación fotovoltaica (PV), la energía producida es limitada por la baja eficiencia de los paneles solares, la variabilidad de las condiciones climáticas y las características de la carga conectada, así el uso de métodos de ajuste del punto de máxima potencia (MPPT) es esencial para maximizar la potencia suministrada. La implementación de un MPPT requiere de un conversor de potencia como interface entre el arreglo PV y la carga, así el comportamiento del conversor también es un factor importante a ser considerado en el rendimiento global de un sistema PV. A lo largo de los años diversas técnicas MPPT han sido propuestas, pero poca literatura hay todavía disponible cuando se requiere comparar el desempeño combinado de diferentes conjuntos MPPT/conversor. En este contexto el presente trabajo presenta un estudio comparativo del desempeño de tres técnicas MPPT: voltaje constante (CV), perturba y observa (P&O), y conductancia incremental (IncCond), actuando en dos diferentes topologías de conversores de potencia CD-CD: Buck y Buck-Boost. Cada combinación es analizada considerando su respuesta transiente y eficiencia media en estado estable. El estudio fue desarrollado en base a simulaciones en ambiente Matlab/Simulink. En orden a obtener condiciones más realistas, un modelo para el módulo PV comercial Kyocera KC85TS fue desarrollado. Resultados obtenidos del sistema PV operando bajo diversas condiciones de radiación y temperatura, son comparados y discutidos, los cuales muestran que la combinación CV/Buck-Boost presentó el mejor comportamiento transiente, y que la combinación IncCond/Buck, la mayor eficiencia en estado estacionario.