SUIVI DU POINT DE PUISSANCE MAXIMUM DANS UN SYSTÈME DE POMPAGE SOLAIRE PEROVSKITE AVEC UN MOTEUR À INDUCTION SIX PHASE

Auteurs

  • MOHAMED I. ABDELWANIS Electrical Engineering Department, Kafrelsheikh University, Kafrelsheikh 33511, Egypt Author
  • ALAA A. ZAKY Electrical Engineering Department, Kafrelsheikh University, Kafrelsheikh 33511, Egypt Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2024.1.3

Mots-clés :

Énergie renouvelable, Moteur à induction six phases, Suivi du point de puissance maximale (MPPT), Algorithme génétique (GA), Cellules solaires pérovskites

Résumé

Dans ce travail, le point de puissance maximale (MPP) d'un générateur photovoltaïque (PV) utilisé comme source d'électricité en mode autonome est suivi à l'aide d'un algorithme génétique (GA) comme outil d'optimisation. L'objectif majeur de ce travail est de mettre en œuvre et de réguler un moteur à induction six phases (SPIM) alimenté par une pompe centrifuge et alimenté par un générateur solaire en pérovskite via un onduleur triphasé. Les cellules solaires à pérovskite constituent la technologie photovoltaïque de troisième génération la plus prometteuse pour remplacer le photovoltaïque à base de silicium. Ces cellules sont fabriquées à moindre coût, à basse température et de manière efficace. Les résultats sont ensuite étudiés à l'aide d'un contrôle en boucle fermée d'un détartreur SPIM (v/f). Les contrôleurs PID sont réglés pour maintenir la vitesse du moteur alignée sur la valeur de référence. Le secondaire six phases du transformateur est relié à un filtre LC pour réduire l'ondulation de la forme d'onde de tension et de courant. Une configuration de test a été créée et installée pour étudier le potentiel de contrôle du SPIM alimenté via un transformateur triphasé. Les résultats ont montré que la surface nécessaire pour les plaques lors de l'utilisation de cellules solaires à pérovskite ne représente que 14 % de ce qu'elle serait si un panneau solaire à base de silicium était utilisé dans le même but. La petite surface des cellules solaires à pérovskite permet d'éviter l'ombrage partiel et de réduire les coûts. Il a été découvert que la méthode suggérée fonctionne bien pour alimenter le SPIM à partir d'une source triphasée.

Références

(1) Y. Kali et al., Current control of a six-phase induction machine drive based on discrete-time sliding mode with time delay estimation, Energies, 12, 1, pp. 1–17 (2019).

(2) H. Patel, V. Agarwal, S. Member, MATLAB-based modeling to study the effects of partial shading on PV array characteristics, 23, 1, pp. 302–310 (2008).

(3) H. Attia, High performance PV system based on artificial neural network MPPT with PI controller for direct current water pump applications, Int. J. Power Electron. Drive Syst., 10, 3, p. 1329 (2019).

(4) A.K. Mishra, B. Singh, Solar powered water pumping station utilizing improved cuk converter integrating to storage system, 20th Natl. Power Syst. Conf. NPSC 2018, pp. 1–6 (2018).

(5) R. Kumar, B. Singh, Solar PV powered-sensorless BLDC motor driven water pump, IET Renew. Power Gener., 13, 3, pp. 389–398 (2019).

(6) J. Maes et al., Light Absorption coefficient of CsPbBr 3 perovskite nanocrystals, J. Phys. Chem. Lett., 9, 11, pp. 3093–3097 (2018).

(7) S.D. Stranks et al., Electron-hole diffusion lengths exceeding 1 micrometer in an organometal trihalide perovskite absorber, Science, 342, 6156, pp. 341–344 (2013).

(8) A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells, J. Am. Chem. Soc., 131, 17, pp. 6050–6051 (2009).

(9) M. Liu, M.B. Johnston, H.J. Snaith, Efficient planar heterojunction perovskite solar cells by vapour deposition, Nature, 501, 7467, pp. 395–398 (2013).

(10) D. Liu et al., Efficient planar heterojunction perovskite solar cells with Li-doped compact TiO2 layer, Nano Energy, 31, pp. 462–468 (2017).

(11) A.A. Zaky et al., Enhancing efficiency and decreasing photocatalytic degradation of perovskite solar cells using a hydrophobic copper-modified titania electron transport layer, Appl. Catal. B Environ., 284, p. 119714 (May 2021).

(12) A.A. Zaky, A. Fathy, H. Rezk, K. Gkini, P. Falaras, A. Abaza, A modified triple-diode model parameters identification for perovskite solar cells via nature-inspired search optimization algorithms, Sustainability, 13, 23, p. 12969 (Nov. 2021).

(13) A. Messai, A. Mellit, A. Guessoum, S.A. Kalogirou, Maximum power point tracking using a GA optimized fuzzy logic controller and its FPGA implementation, Sol. Energy, 85, 2, pp. 265–277 (2011).

(14) A. Borni et al., Optimized MPPT controllers using GA for grid connected photovoltaic systems, Comparative study, Energy Procedia, 119, pp. 278–296 (2017).

(15) R.E.-S. Mohamed I. Abdelwanis, Efficient parameter estimation procedure using sunflower optimization algorithm for six-phase induction motor, Rev. Roum. Sci. Techn.–Électrotechn. et Énerg, 67, 3, pp. 259–264, 2022.

(16) M.I. Abdelwanis, R.A. Sehiemy, M.A. Hamida, Hybrid optimization algorithm for parameter estimation of poly-phase induction motors with experimental verification, Energy AI, 5, 100083, pp. 1–15 (Sep. 2021),

(17) G.C. Seritan, B.A. Enache, F.C. Adochiei, F.C. Argatu, C. Christodoulou, V. Vita et al., Performance evaluation of photovoltaic panels containing cells with different bus bars configurations in partial shading conditions, Rev. Roum. Sci. Tech.-Ser. Electrotech. Energ., 65, 1-2, pp. 67–70 (2020).

(18) S. Seba, M. Birane, K. Benmouiza, A comparative analysis of boost converter topologies for photovoltaic systems using mppt and beta methods under partial shading, Rev. Roum. Sci. Tech.-Ser. Electrotech. Energ., 68, 4, pp. 375–380 (2023).

(19) A. Asadi, M.S. Karimzadeh, X. Liang, M. S. Mahdavi, G B. Gharehpetian, A novel control approach for a single-inductor multi-input single-output dc–dc boost converter for PV applications, IEEE Access, 11, pp. 114753–114764 (2023).

(20) L. Fan, X. Ma, Maximum power point tracking of PEMFC based on hybrid artificial bee colony algorithm with fuzzy control, Sci. Rep., vol. 12, no. 1, p. 4316, Mar. 2022

(21) S.M. Ulaganathan, R. Muniraj, R. Vijayanand, D. Devaraj, Novel solar photovoltaic emulation for validating the maximum power point algorithm and power converter,” Rev. Roum. Sci. Techn.–Électrotechn. et Énerg, 68, 4, pp. 407–412 (2023).

(22) S. Chtita et al., A novel hybrid GWO–PSO-based maximum power point tracking for photovoltaic systems operating under partial shading conditions, Sci. Rep., 12, 1, p. 10637 (2022).

(23) A.A.S. Mohamed, A. Berzoy, O. Mohammed, Optimized-fuzzy MPPT controller using GA for stand-alone photovoltaic water pumping system, IECON Proc. Industrial Electron. Conf., pp. 2213–2218 (2014).

(24) M.I. Abdelwanis, R.A. El-Sehiemy, A fuzzy-based controller of a modified six-phase induction motor driving a pumping system, Iran. J. Sci. Technol. - Trans. Electr. Eng. (2019).

(25) M.I. Abdelwanis, E. M. Rashad, I.B.M. Taha, F.F. Selim, Implementation and control of six-phase induction motor driven by a three-phase supply, Energies, 14, 22, p. 7798 (2021).

(26) H. Heidari et al., A parallel estimation system of stator resistance and rotor speed for active disturbance rejection control of six-phase induction motor, Energies, 13, 5 (2020).

(27) A.M. Shata, A.S. Abdel-Khalil, R.A. Hamdy, M.Z. Mostafa, Improved mathematical modeling of six phase induction machines based on fractional calculus, IEEE Access, 9, 1-1, pp 53146-53155 (2021).

(28) L. Sadiki, S. El Hani, I. Ouachtouk, S. Guedira, Optimized feed of six phase induction machine using special transformers, Intl. Conf. on Electrical and Information Techn., ICEIT, pp. 2020–2022 (2020).

(29) K.B. Rathore, V. Yadav, Experimental analysis of multilevel inverter fed six-phase induction motor for high power applications, Rev. Roum. Sci. Techn.–Électrotechn. et Énerg, 67, 4, pp. 389–394 (2022).

(30) M.I. Abdelwanis, F. Selim, A sensorless six-phase induction motor driving a centrifugal pump system, 19th International Middle-East Power Systems Conference, MEPCON 2017 (2018).

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Publiée

2024-04-04

Numéro

Rubrique

Électrotechnique et électroénergétique | Electrical and Power Engineering

Comment citer

SUIVI DU POINT DE PUISSANCE MAXIMUM DANS UN SYSTÈME DE POMPAGE SOLAIRE PEROVSKITE AVEC UN MOTEUR À INDUCTION SIX PHASE. (2024). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 69(1), 15-20. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2024.1.3