Nueva técnica MPPT basada en el algoritmo de serpiente mejorado

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Un grupo de investigadores de la Universidad Jiaotong de Lanzhou (China) ha desarrollado una técnica de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) basada en un algoritmo optimizador de serpiente mejorado (ISO).

El ISO es un algoritmo de optimización basado en inteligencia de enjambre propuesto en 2022 para mejorar las deficiencias típicas del algoritmo de la serpiente. Este último se inspira en el comportamiento de las serpientes que buscan fuentes de alimento. Su mecanismo de búsqueda se controla con una probabilidad de desarrollo fija, lo que, según los investigadores, puede afectar a la precisión de la búsqueda y a la eficiencia del algoritmo.

“El algoritmo optimizador de la serpiente sufre el problema de quedar atrapado fácilmente en un óptimo local en el procedimiento de actualización de la posición”, explicaron también. “El algoritmo ISO es un nuevo algoritmo de optimización inteligente que imita el apareamiento y la reproducción de las serpientes. Cada serpiente intentará encontrar la mejor pareja si tiene suficiente cantidad de comida y condiciones de temperatura muy bajas”.

El método MPPT propuesto puede detectar la corriente y la tensión de salida del sistema en tiempo real y ajustar el ciclo de trabajo del circuito de refuerzo. A continuación, consigue el MPPT modificando la tensión de salida del circuito.

El novedoso método se probó mediante una serie de simulaciones con cinco tipos diferentes de configuraciones de sistemas fotovoltaicos. El grupo supuso que el sistema funcionaba en condiciones de iluminación estándar y a una temperatura de 25 ºC.

Este análisis demostró que el algoritmo ISO lograba una mayor velocidad de convergencia y precisión que su homólogo SO, al tiempo que mejoraba la estabilidad del sistema fotovoltaico. “El rango de eficiencia de seguimiento del algoritmo ISO es del 99,94-99,99% y el tiempo de respuesta de 0,08 s-0,21 s, mientras que el rango de eficiencia de seguimiento del algoritmo SO es del 65,84-99,94% y el tiempo de respuesta de 0,19 s-0,25 s”, explican los científicos.

En general, la versión mejorada del algoritmo mejoró la eficiencia del sistema fotovoltaico, la capacidad de búsqueda global y la velocidad de convergencia del punto de máxima potencia. “En condiciones de sombreado parcial, la tasa de seguimiento máxima del algoritmo ISO es del 99,97%-92,75%, y la eficiencia de seguimiento máxima del algoritmo SO es del 98,82%-72,98%”, añadieron.

La novedosa técnica MPPT se presentó en el estudio “Optimize photovoltaic MPPT with improved snake algorithm” (Optimización del MPPT fotovoltaico con un algoritmo de serpiente mejorado), publicado en Energy Reports. “El algoritmo ISO propuesto en este artículo tiene una mejor adaptabilidad y una mayor eficiencia de seguimiento en condiciones de sombreado local, y puede adaptarse bien a entornos dinámicos en los que se detectan cambios ambientales”, concluyeron los académicos.

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