Análisis Experimental de algoritmos MPPT de escalada en colina bajo niveles bajos de irradiación

Los algoritmos MPPT de escalada en colina adaptativos tienen un rendimiento superior en comparación con sus contrapartes convencionales bajo irradiación media-alta. Sin embargo, el rendimiento de estos algoritmos de escalada en colina sigue siendo mayormente desconocido bajo condiciones de baja irradiación. Las condiciones de baja irradiación son prominentes en países tropicales durante las temporadas de lluvias y en aplicaciones de energía solar fotovoltaica (PV) específicas. Adicionalmente, varias tecnologías de fotovoltaica de película delgada tienen mejor eficiencia bajo condiciones de baja irradiación. Por lo tanto, la operación óptima de los algoritmos MPPT bajo condiciones de baja irradiación es vital. En la implementación en tiempo real, los algoritmos MPPT pueden fallar en detectar los cambios incrementales en voltaje y corriente bajo condiciones de baja irradiación. Por lo tanto, la resolución del convertidor analógico a digital (ADC) se convierte en una restricción crítica que rige el rendimiento de los algoritmos MPPT de escalada en colina (HC). Este trabajo implica un cálculo detallado para determinar los tamaños de paso de perturbación de los algoritmos MPPT bajo un amplio rango de irradiación. Se determinan dos tamaños de paso de perturbación distintos correspondientes al cambio mínimo y óptimo en voltaje y corriente debido a la perturbación, que es detectada por el ADC. Los autores también definieron una expresión general para determinar el tamaño de paso digital óptimo para el algoritmo de perturbación y observación basado en el ciclo de trabajo bajo condiciones de baja irradiación. Esta expresión se formula considerando la resolución del ADC y el deseo de mantener las oscilaciones de potencia en un nivel aceptable. Finalmente, se analiza el rendimiento de ocho algoritmos de escalada en colina para dos tamaños de paso distintos en un prototipo experimental a pequeña escala bajo cambios uniformes y repentinos en valores bajos de irradiación. El análisis estadístico valida que el algoritmo MPPT adaptable HC sin deriva supera a otros algoritmos HC cuando se implementa con el tamaño de paso de perturbación óptimo bajo condiciones de baja irradiación.