Maximum power point tracking algorithm performance comparison for photovoltaic systems under a wide range of dynamic partial shading condition

In the recent decades, the prolonged and increasing energy demand has caused a significant progress in the renewable energy enhancement and production. Photovoltaic (PV) energy is a fair option each time more considered and developed around the world, becoming more and more a viable option due to the economy of scale and the worldwide rising interest in clean and sustainable energy. PV energy harvest and management has great advantages but some clear inconvenient issues, such as the poor efficiency energy conversion that can be originated as a result of the optical and electrical losses. Within these losses, the first one is usually the most complicated to deal with due to the random component bound to its cause, the partial shading problematic. Therefore, shading mitigation techniques appear as an integrated part of the power converting unit, trying to palliate the negative effect on the extracting power efficiency. Up to now a wide range of diverse methods have been proposed and tested through all the literature, even though all these techniques have their own weaknesses. In this thesis work the study of an efficiency comparison of a set of several maximum power point tracking techniques over a wide range of shading speeds through a MATLAB simulation, where it is designed a PV array configuration in three different setups arrangements under some diverse partial shading scenarios is proposed.

Negli ultimi decenni, la prolungata e rescente domanda di energia ha portato a progressi significativi nella produzione di energia rinnovabile. L’energia fotovoltaica è una soluzione efficace, sviluppata e diffusa in tutto il mondo, dirigendosi verso logiche di economia di scala, a supporto dell’interesse mondiale per un’energia pulita e sostenibile. La raccolta e la gestione dell’energia fotovoltaica offre grandi vantaggi, ma ci sono alcuni aspetti problematici relativi ad esempio alla scarsa efficienza energetica. All’interno di queste perdite, il primo problema è l’ombreggiamento. Pertanto, le tecniche di attenuazione dell’ombreggiatura appaiono come parte integrante dell’unità di conversione dell’energia, cercando di attenuare l’effetto negativo sull’estrazione dell’efficienza energetica. Fino ad ora una vasta gamma di metodi diversi sono stati proposti e testati in tutta la letteratura, anche se queste tecniche hanno i loro punti deboli. In questa tesi si propone una serie di tecniche di tracciamento del punto di massima potenza su una vasta gamma di velocità di ombreggiatura attraverso una simulazione MATLAB, in cui è progettata per la configurazione di array FV in tre diverse configurazioni in alcuni scenari di ombreggiamento parziale.