29/03/2017 - Ein Kontrollsystem ermöglicht es, den maximalen Leistungspunkt der Sonnenkollektoren bei Strahlungs- oder Lastveränderungen zu halten

Menéame

El Fortgeschrittene Kontrollgruppe del Abteilung für Systemtechnik und Automation der UPV/EHU entwickelt ein Kontrollsystem, damit die Photovoltaikgeneratoren stets an ihrem höchsten Leistungspunkt arbeiten, indem sie es entsprechend dem Strahlungsgrad der Sonne und der an das System angeschlossenen Ladung anpassen. Dies bedeutet eine Verbesserung der Effizienz der Photovoltaikgeneratoren im Vergleich zu den derzeitigen Kontrollsystemen, erfordert aber auch den Einsatz von stärkeren Prozessoren und Elementen und damit teureren Elementen.

Nachdem die UPV/EHU Advanced Control Group verschiedene Algorithmen und Steuerungssysteme entwickelt und sie in so unterschiedlichen Bereichen wie Robotik, Motorsteuerung in Elektromaschinen und Windgeneratoren eingesetzt hat, hat sie bewiesen, dass eine der Methoden, ein Schiebereglersystem, auch gute Ergebnisse für die Kontrolle von Photovoltaikgeneratoren liefert. "Es handelt sich um eine innovative und intelligente Steuerung, die angesichts der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen robust ist. Darüber hinaus haben wir die Tests mit kommerziellen Photovoltaikpaneelen durchgeführt, so dass sie direkt in der Branche angewendet werden könnten," erklärt Oscar Barambones, der für diesen Bereich der Forschung innerhalb der Gruppe zuständig ist.

Der Hauptvorteil des neuen Kontrollsystems gegenüber den Steuerungssystemen, die die heutigen Generatoren installieren, besteht darin, dass "die Generatoren kontinuierlich an ihrem höchsten Leistungspunkt arbeiten können, an ihrem optimalen Arbeitsplatz, und dadurch ihre Effizienz steigern. Die derzeitigen Steuerungssysteme verwenden häufig Algorithmen wie Störung/Beobachtung, die den Arbeitsplatz des Photovoltaikgenerators ständig schwanken lassen, so dass er nicht genau am optimalen Arbeitsplatz arbeitet, sondern sich um diesen Punkt schwingt, wodurch seine Effizienz verringert wird," sagt Barambones.

Die Slidersteuerung ist "angemessen," so Barambones, für Systeme, die Unsicherheiten haben, wie zum Beispiel Photovoltaikgeneratoren: "Es gibt nicht immer die gleiche Strahlung, Wolken, etc., oder die Last, die an den Generator angeschlossen wird, ändert sich auch. Diese Art der Kontrolle ist aufgrund ihrer Eigenschaften in der Lage, diese Unsicherheiten zu überwinden und den Arbeitsplatz des Generators an die Bedingungen jedes Moments anzupassen, damit er immer an seinem optimalen Punkt arbeitet."

Das Paradoxon der erneuerbaren Energien

Obwohl die Tests auf kommerziellen Photovoltaik-Panels durchgeführt wurden und sie ohne Probleme in der Industrie implementiert und verwendet werden könnten, erkennt Barambones an, dass das System bestimmte Merkmale aufweist, die "ihren Transfer auf den Markt bremsen können." Unter anderem sind die Kosten höher als die derzeitigen Kontrollen, da sie "mehr Rechenkosten, d.h. sie können nicht in kostengünstigen Prozessoren eingesetzt werden, und deshalb sind Prozessoren mit höherer Rechenkapazität erforderlich. In vielen Fällen müsste man sogar den Prozessor ändern. Die Berechnung des Kostenunterschieds und des bei der Umsetzung dieser neuen Kontrollpläne zu erhöhenden Wirkungsgrads wäre nicht möglich."

Dieses Paradoxon mit erneuerbaren Energien zeigt sich: "Es kann passieren, dass es nicht darum geht, einen effizienteren Photovoltaikgenerator zu haben, wenn beispielsweise die Kosten für die Änderung des Kontrollschemas eines Photovoltaik-Generationssystems höher sein werden als zusätzliche Platten hinzuzufügen, da die Solarenergie dort ist, ist sie kostenlos. Es ist nicht das gleiche, die Effizienz in einem Dieselgenerator zu erhöhen, zum Beispiel, dass es Ihnen ermöglicht, weniger Kraftstoff auszugeben, um die gleiche Menge an Strom zu erzeugen, als die Effizienz eines Photovoltaikgenerators zu erhöhen, was Sie verwenden, ist Sonnenstrahlung. Sie verwenden weniger Sonneneinstrahlung, ja, aber das ist nicht so wichtig wie bei fossilen Brennstoffen."

Weitere Informationen

Diese Forschungsarbeiten sind das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Advanced Control Group der Universität für Ingenieurwissenschaften der UPV/EHU und der Universität Gabes in Tunesien, die von Dr. Oscar Barambones von der Dissertation in Kotutela von Maissa Farhat, Professorin an der Universität von Gabes.

Bibliographische Referenz

M. Farhat, O. Barambones, L. Sbita.. A New Maximum Power Point Method Based on a Sliding Mode Approach for Solar Energy Harvesting. Applied Energy, 185: 1185-1198 (2017). DOI: http://dx.doi.org/10.1016

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UPV/EHU

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