الأداء المقارن لخوارزمية تتبع نقطة القدرة العظمى المعتمدة على تحسين سرب الجسيمات (PSO-MPPT) وخوارزمية الاضطراب والمراقبة التقليدية (P&O-MPPT) للأنظمة الكهروضوئية

الملخص

تُستخدم تقنيات تتبع نقطة القدرة العظمى (MPPT) لتعظيم استخراج القدرة المتاحة من مصفوفات الخلايا الكهروضوئية (PV) تحت ظروف تغير الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة. تقدم هذه الدراسة مقارنة بين خوارزمية الاضطراب والمراقبة التقليدية (Perturb and Observe, P&O)  وخوارزمية تحسين سرب الجسيمات (Particle Swarm Optimization, PSO) لتتبع نقطة القدرة العظمى، حيث تم تطبيق كل منهما بشكل مستقل على نفس منظومة المصفوفة الكهروضوئية–المحول الرافع للجهد (PV array–boost converter)  التي تغذي حملاً تيارًا مستمرًا بقدرة اسمية تقارب 10.5 كيلوواط. تتكون المصفوفة الكهروضوئية من 64 وحدة كهروضوئية أحادية التبلور، بقدرة اسمية كلية مركبة تبلغ حوالي 21.1 كيلوواط. ومن المهم التمييز بين القدرة الاسمية للمصفوفة، وقدرة الحمل، والقدرة التشغيلية اللحظية؛ حيث أظهرت نتائج المحاكاة أن القدرة المستخرجة من النظام الكهروضوئي تصل إلى حوالي 15–16 كيلوواط تحت ظروف التشغيل المدروسة. تم تقييم أداء الخوارزميتين من خلال مقارنة الجهد، والتيار، والقدرة المستخرجة، والاستجابة الانتقالية، والتذبذبات في الحالة المستقرة. أظهرت كلتا الخوارزميتين قدرة على توجيه نقطة تشغيل النظام الكهروضوئي نحو منطقة القدرة العظمى. كما أظهرت خوارزمية  PSO  قدرة على استعادة نقطة التشغيل بعد حدوث التغيرات المفروضة في ظروف التشغيل، إلا أنها صاحبتها تذبذبات ملحوظة في التيار والقدرة. وبناءً عليه، تقدم النتائج مقارنة متوازنة بين أداء التتبع الديناميكي وخصائص التموج في الحالة المستقرة، دون تقديم ادعاء مطلق بتفوق إحدى الخوارزميتين على الأخرى.