Circuit Simulation for Solar Power Maximum Power Point Tracking with Different Buck-Boost Converter Topologies

[[sponsorship]]MDPI[[conferencetype]]國際[[booktype]]電子版[[iscallforpapers]]Y[[conferencelocation]]http://sciforum.net/conference/ece-

Integrated simulation for (sustainable) building design : state-of-the-art illustration

Many buildings are still constructed or remodelled without consideration of energy conserving strategies or other sustainability aspects. To provide substantial improvements in energy consumption and comfort levels, there is a need to treat buildings as complete optimised entities not as the sum of a number of separately optimised components

Building systems and indoor environment : simulation for design decision support

This paper outlines the state-of-the-art in integrated building simulation for design support. The ESP-r system is used as an example where integrated simulation is a core philosophy behind the development. The paper finishes with indicating a number of barriers, which hinder routine application of simulation for building design

Reconfigurable photovoltaic systems. Practical approach to TEAM systems

Although solar energy plays a vital role in pursuing sustainable development and addressing climate change, several challenges hinder its widespread development. Solar power generation relies on sunlight availability, making it intermittent and dependent on weather conditions. Additionally, the initial cost, integration into power grids, and storage of surplus energy present serious challenges. However, ongoing research and development efforts aim to overcome these obstacles and enhance the efficiency, affordability, and reliability of solar energy systems. Accordingly, the objective of this thesis is to explore the efficiency of grid-connected photovoltaic (GCPV) systems. The significance lies in the fact that even a slight improvement in efficiency can have a profound impact, making solar energy more accessible and cost-effective. In this regard, a numerical method is used to evaluate the energy flows in the system and the plantoriented (PO) configuration is selected as the architecture of GCPV systems. Arduino, relay, solar array simulator, power meter, ports, inverters, and MATLAB form a GCPV system. Fixed and team systems which are arrangements of inverters and PV arrays are selected to be emulated. Fixed systems are working with two parallel inverters and team systems are able to select working with one or two inverters. In this case, some calculations are done to find the best switching points. Additionally, a switching problem arises which has been addressed in the report. The emulation of total energy capturing and processing processes have been conducted and the results are compared. It is worth mentioning that these emulations are performed according to several weather conditions or irradiation levels. Finally, the results of these real-time emulations show the disparity in the energies delivered to the grid that proves the effect of the configuration on efficiency.Encara que l'energia solar juga un paper vital en la recerca de desenvolupament sostenible i en l'abordatge del canvi climàtic, diversos reptes dificulten el seu desenvolupament generalitzat. La generació d'energia solar depèn de la disponibilitat de llum solar, la qual cosa la fa intermitent i dependent de les condicions climàtiques. A més, el cost inicial, la integració en les xarxes elèctriques i l'emmagatzematge de l'excedent d'energia presenten reptes importants. No obstant això, els esforços continus de recerca i desenvolupament tenen com a objectiu superar aquests obstacles i millorar l'eficiència, l'accessibilitat i la fiabilitat dels sistemes d'energia solar. En conseqüència, l'objectiu d'aquesta tesi és explorar l'eficiència dels sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa (GCPV, per les seves sigles en anglès). La importància rau en el fet que fins i tot una lleugera millora en l'eficiència pot tenir un gran impacte, fent que l'energia solar sigui més accessible i rendible. En aquest sentit, s'utilitza un mètode numèric per avaluar els fluxos d'energia en aquests sistemes i es selecciona la configuració orientada a la planta (PO) com l'arquitectura dels sistemes GCPV. Controladors Arduino, commutadors controlats, simuladors de generadors fotovoltaics, mesuradors d'energia i inversors fotovoltaics de connexió a la xarxa formaran part dels sistemes GCPV a provar, utilitzant MATLAB com a programari de control. Es simularan sistemes fotovoltaics de configuració estàtica i sistemes fotovoltaics de configuració dinàmica del tipus TEAM. Els sistemes de configuració estàtica funcionen amb dos inversors en paral·lel i els sistemes TEAM poden seleccionar treballar amb un o dos inversors. En aquest cas, es realitzen alguns càlculs per trobar els millors punts de commutació. A més, sorgeix un problema de commutació que s'aborda en l'informe. S'han dut a terme les simulacions dels processos totals de captura i processament d'energia i s'han comparat els resultats. Val la pena destacar que aquestes simulacions es realitzen segons diferents condicions climàtiques o nivells de radiació. Finalment, els resultats d'aquestes simulacions en temps real mostren la disparitat en les energies lliurades a la xarxa, la qual cosa demostra l'efecte de la reconfiguració en l'eficiència.Aunque la energía solar desempeña un papel vital en la búsqueda del desarrollo sostenible y en abordar el cambio climático, varios desafíos dificultan su desarrollo generalizado. La generación de energía solar depende de la disponibilidad de luz solar, lo que la hace intermitente y dependiente de las condiciones climáticas. Además, el costo inicial, la integración en las redes eléctricas y el almacenamiento del excedente de energía presentan desafíos importantes. Sin embargo, los esfuerzos continuos de investigación y desarrollo tienen como objetivo superar estos obstáculos y mejorar la eficiencia, la accesibilidad y la confiabilidad de los sistemas de energía solar. En consecuencia, el objetivo de esta tesis es explorar la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red (GCPV, por sus siglas en inglés). La importancia radica en el hecho de que incluso una ligera mejora en la eficiencia puede tener un gran impacto, haciendo que la energía solar sea más accesible y rentable. En este sentido, se utiliza un método numérico para evaluar los flujos de energía en estos sistemas y se selecciona la configuración orientada a la planta (PO) como la arquitectura de los sistemas GCPV. Controladores Arduino, conmutadores controlados, simuladores de generadores fotovoltaicos, medidores de energía, inversores fotovoltaicos de conexión a red formarán parte de los sistemas GCPV a ensayar, utilizándose MATLAB como software de control. Se emularán sistemas fotovoltaicos de configuración estática y sistemas fotovoltaicos de configuración dinámica del tipo TEAM. Los sistemas de configuración estática funcionan con dos inversores en paralelo y los sistemas TEAM pueden seleccionar trabajar con uno o dos inversores. En este caso, se realizan algunos cálculos para encontrar los mejores puntos de conmutación. Además, surge un problema de conmutación que se aborda en el informe. Se han llevado a cabo las emulaciones de los procesos totales de captura y procesamiento de energía, y se han comparado los resultados. Vale la pena mencionar que estas emulaciones se realizan de acuerdo a varias condiciones climáticas o niveles de radiación. Finalmente, los resultados de estas emulaciones en tiempo real muestran la disparidad en las energías entregadas a la red, lo que demuestra el efecto de la reconfiguración en la eficiencia

An adaptive controller for photovoltaic emulator using artificial neural network

The photovoltaic (PV) emulator is a nonlinear power supply that features the similar characteristic of the PV module. However, the nonlinear characteristic of the PV module causes instability of the PV emulator output. The conventional solution is to operate the PV emulator in the overdamped condition which results in a poor dynamic performance. This drawback is solved by manipulating the proportional and integral gains of the proportional-integral (PI) controller. In this paper, the artificial neural network is used in the adaptive PI controller to maintain a stable and fast dynamic response of the PV emulator. This has been simulated with varied output resistance and irradiance. By comparing the proposed control strategy with the conventional method during start-up response of the photovoltaic emulator, the dynamic performance of the output current has shown an improvement of up to 80 % faster than the conventional method

Integration of a microgrid laboratory into an aggregation platform and analysis of the potential for flexibility

The increase of Renewable Energy Sources (RES) has given momentum to demand-side flexibility, led by Demand Response (DR), to counteract the uncertainties of the new electricity system. Meanwhile, consumers, with the help of Demand Aggregators (DA), are becoming active participants by engaging in flexibility actions. As a tool for the experimental assessment of DR, this work integrates a microgrid laboratory with an aggregation platform. To test the environment created and analyse the impact of DR, two consumers have been defined using virtual, emulated and real elements: a residential user with a Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC) unit and a prosumer equipped with Photovoltaic (PV) panels and a second-life battery.Postprint (published version