I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.   6 ,   No .   3 ,  No v em b er   201 7 ,   p p .   169 ~ 178   I SS N:  2 089 - 4 864 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ij r es . v6 . i3 . pp 169 - 1 7 8          169       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JR E S /in d ex   M ini m i z i ng  t he   L o ses   o f  So la r P o w er Genera tion  by   Desig ning   a n  Intellig ent  Tra ck i ng  Sys te m  I m p le m e nted   o n F P G A       Ala a   H a m za   O m ra n   De p a rtme n t  o f   In f o rm a ti o n   S y ste m   M a n a g e m e n t,   Un iv e rsit y   o f   In fo rm a ti o n   T e c h n o lo g y   a n d   Co m m u n ica ti o n s ,   Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 0 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Oct   11 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Oct  2 5 ,   2 0 1 7       T h e   in c re a sin g   o f   u sin g   o f   a n   e l e c tri c a l  p o w e r  a s  a   p o w e r  so u rc e   in   a   larg e   n u m b e r  o f  d e v ice s   c a n   o c c u r  a   s e rio u s  p ro b lem   in   o u r  d a il y   li f e .   On e   o f   th e   u se f u l  p o w e r  so u rc e s  is  a   so lar  c e ll   w h ich   u se d   to   o v e rc o m e   m a n y   p ro b lem s   o f   p o w e r   g e n e ra ti o n .   In   th is  p a p e r,   th e   so lar  c e ll   m o d e l  is   p ro p o se d   to   m in i m ize   lo se s  o f   so lar  p o w e r  g e n e ra ti o n   b y   d e sig n i n g   o f  a n   in telli g e n t   trac k in g   s y ste m   b a s e d   o n   F P G A .   P S O  a lg o rit h m s  a re   u se d   to   trai n   th e   n e u ra l   n e tw o rk s  to   c o n tro l   th e   sp e e d s  a n d   th e   d irec ti o n s  o f   ro tatio n s  o f   t w o   DC  m o to rs  w it h   th e   h e lp   o f   F P G A   c a rt.   T h e   p ro p o se d   sy ste m   wa s  i m p lem e n ted   in   M A TL A B;   a n d   f o r  th e   h a rd w a re   p a rt,   F P G A  w a s   u se d   f o r  th e   im p le m e n tatio n   o f   n e u ra l  n e tw o rk s.   K ey w o r d s :   A r ti f icial  i n tel lig e n t   F P GA   I n telli g en t  co n tr o ller   I n telli g en t  s y s te m   So lar   ce ll   T r ac k in g   s y s te m     Co p y rig h t  ©   2 0 1 7   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A laa  Ha m za   O m r an ,    Dep ar t m en t   o f   I n f r o m atio n   S y s te m   Ma n a g e m e n t ,   Un i v er s it y   o f   I n f o r m at io n   T ec h n o lo g y   a n d   C o m m u n icatio n s ,   I r aq .   E m ail:  cp 2 2 @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   E n er g y   w h ic h   r ep len i s h ed   c o n tin u o u s l y   a n d   p r o d u ce d   b y   n atu r al   r eso u r ce s   s u ch   as   s u n li g h t,   g eo th er m al  an d   tid es,  w i n d   etc. ,   ca n   n ev er   b e  f ati g u ed   [ 1 ] - [ 4 ] .   T h u s ,   it  is   co n s id er ed   as  u n li m ited   r eso u r ce s .   T h er e  ar e  m a n y   b en e f its   o f   u s i n g   it a s   co m p ar ed   w i th   co n v e n tio n al  f o s s i l f u el s   r eso u r ce s   s u ch   as t h e  ab ili t y   o f   r ed u ctio n   o f   p o llu tio n   le v el  as   co n s id er ed   a  clea n   p o w er   s o u r ce .   No w ad a y s ,   m o s t  e n er g y   r eso u r ce s   p r o d u ce d   b y   co m b u s tio n   o f   f o s s il  f u el s   s u c h   as  n a tu r al  g as,  o il,  co al  etc.   [ 5 ] .   R ec en tl y ,   th e  i n cr ea s i n g   in   d e m an d   o n   t h e   elec tr ical  p o w er   f o r   d ail y   u s e   lead s   to   m a n y   p r o b le m s .   Ho wev er ,   th e  e lectr ic  e n er g y   is   n o t   r ep len is h ed   w h ich   m ea n s   t h e  d ail y   u s ed   o f   th i s   e n er g y   ca n   lead s   to   ter m i n ate  it .   T h er ef o r e,   th e  d e m a n d   o n   cl ea n   an d   r ep le n is h ed   en er g y   i s   in cr ea s e d   s u ch   as  r en e w ab le  en er g y .   So lar   en er g y   i s   co n s id er ed   as  a  g o o d   p o w er   s o u r ce   in   m an y   p r ac tical  ap p licatio n s   d u e  to   its   w id el y   e x i s ti n g   i n   th e  e ar th   an d   th e  s i m p licit y   o f   c o n v er ti n g   it  to   th e    elec tr ical  p o w er   [ 6 ] .   As  k n o w i n g ,   t h e  s o lar   ce lls   ar e  af f ec ted   b y   m a n y   in ter n al  f a cto r s   s u c h   as  t h e  t y p e  o f   m ate r ial  w h ic h   u s ed   in   t h e  s o lar   ce ll  in d u s tr y   a n d   also   m an y   ex ter n al  f a cto r s   s u ch   as  t h e  in te n s it y   o f   th e  li g h t  an d   th e   te m p er atu r e  w h ich   f alls   o n   t h e   ce lls   an d   o th er s   [ 7 ] .   B ec au s e  o f   th e  co s t  o f   th e  ch a n g in g   i n   th e  in ter n al  f ac to r s   is   s o m e w h at  e x p en s i v e,   t h e  aim   o f   th is   r esear ch   w a s   to   co n tr o l  th e  ex ter n al  f ac to r s   th at  a f f ec t  th e  p r o d u ctiv it y   o f   th e  s o lar   ce ll  f o r   th e  elec tr ical  en er g y .   An   in tel lig e n t  co n tr o ller   w as  p r o p o s ed   an d   d e s ig n ed   to   d ir ec t  th e  s o lar   ce l l to w ar d s   th e  s u n li g h t  to   in cr ea s in g   t h e  p r o d u ctio n   o f   th e  s o lar   ce ll a s   m u c h   as p o s s ib le .       2.   M AT H E M AT I CAL M O DE L   O F   P V  CE L L   Fro m   t h e  p h y s ical   b eh a v io r   o f   a  p h o to v o lta ic  ce ll   an d   b ased   o n   t h e   s e n s it iv i t y   o f   th e   s e m i co n d u cto r   m ater ial  to   t h e  s u n lig h t,  id ea l  s o lar   ce ll,  th eo r etica ll y ,   ca n   b e   m o d eled   as  a  cu r r en t  s o u r ce   i n   an t i - p ar allel  w i th   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 ,  N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 6 9   –   1 7 8   170   a  d io d e  Fig u r e  1   s h o w s   t h e  e q u iv ale n t  cir c u it.  W h e n   th e  c ell  is   ex p o s ed   to   lig h t  t h e  d ir ec t  cu r r en t  w ill  b e   g en er ated   an d   v ar ies li n ea r l y   w it h   s o lar   r ad iatio n   [ 8 ] .           Fig u r e  1 .   P h o to v o ltaic  ce ll e q u iv a len t c ir c u it       So lar   ce ll  ca n   b e  m o d eled   in   o n e  d io d e  p ar allel  w it h   cu r r e n t  s o u r ce   m o d el  o r   ca n   b e  m o d el ed   in   t w o   d io d e  p a r allel  w it h   cu r r e n t so u r ce   m o d el  [ 9 ] .     2 . 1 .   So la r  M o del f o r   O ne  Dio de     B ased   o n   th e  eq u iv a len t c ir c u i t o f   p h o to v o ltaic  p an el  a n d   f o r   id ea l c ell  its   ch ar ac ter is t ic  eq u atio n   i s       =  ℎ −                    ( 1 )     w h er e   :  is   th e  c u r r en t o u t  f r o m   ce ll       ℎ is   a  lig h t - g e n er ated   cu r r en t o r   p h o to cu r r en t,       ℎ = +  (  −  ) ∗                  ( 2 )     w h er e   :  Is c is   th e  ce ll ’ s   s h o r t - cir cu it c u r r en t a t a   2 5 °C   an d   1 k W / m 2    is   th e  ce ll ’ s   s h o r t - cir cu it c u r r e n t te m p er at u r e  co ef f icie n t,     = is   th e  ce ll ’ s   w o r k in g   te m p er atu r e.    is   th e  ce ll ’ s   r ef er en ce   te m p er at u r e   is   th e   s u r f ac e   ir r ad ian ce   o f   t h e   ce ll a n d      N o min a l   ir r ad ian ce   [ W /m ^2 ]   at  2 5 o C ; G n = 1000    is   d io d e  cu r r en t a n d   it is   eq u al s   to :       =  ∗ [ ∗ ( + ) ∗  ∗ − 1 ]                 ( 3 )      is   th e  ce ll  s atu r atio n   o f   d ar k   c u r r en t      =  ∗ (  ) 3 ∗ [ ∗    (  −  )  ∗  ∗ ∗ ]             ( 4 )     w h er e  :  IR s is   t h e  ce ll ’ s   r ev er s e  s at u r atio n   c u r r en t a t a   r ef er en ce   t e m p er atu r e  an d   s ta n d ar d   s o lar   r ad iatio n .   EG is   th e  b an g - g ap   e n er g y   o f   t h e  s e m i - co n d u c to r   u s ed   in   t h e  ce ll   an d .   A   is   th e  id ea l f ac to r ,   d ep en d en t o n   P V  tech n o lo g y .   = ( 1 . 6   × 1 0 −1 9   C )   is   an   elec tr o n   ch ar g e.   k = ( 1 . 3 8   ×1 0 − 2 3 J /K)   is   a  B o ltz m an n ’ s   co n s ta n t.   An   i m p r o v ed   eq u at io n   w h ich   co n s id er s   te m p er at u r e  v ar iati o n s   in   o r d er   to   d escr ib e  th e  s atu r atio n   c u r r en t  i s   g iv e n   b y   [ 1 0 ]     I o = Is c + KI ∗ ( TC − T Ref ) ex p [ V o c + KV ∗ ( TC − T Ref ) A ∗ Vt ] − 1                   ( 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E S      I SS N:  2089 - 4864       Min imiz in g   th e  L o s es o f  S o la r   P o w er Ge n era tio n   b y  Desig n in g   a n   I n tellig en t …   ( A la a   Ha m z a   Omra n )   171   Voc is   ce ll’s o p en   cir cu it  v o lta g e       = NS ∗ K ∗ TC ∗ A q                     ( 6 )     NS is   th e  n u m b er   o f   s er ies ce l ls   So ,     I= [ +  (  −  ) ∗  ] − [ Is c + KI ∗ ( TC − T Ref ) ex p [ V o c + KV ∗ ( TC − T Ref ) A ∗ Vt ] − 1 ] ∗ [ ∗ ( + ) ∗ ∗ − 1 ]     ( 7 )     An   i m p r o v e m e n t o f   t h e  m o d el   in clu d e s   th e  e f f ec ts   o f   a  s h u n t   r esis tan ce   ( R s h )   an d   an o th er   in   s e r ies (  ).   T h e  o u tp u t c u r r en t  w i ll b e:     =  ℎ −  −                   ( 8 )     I= [ +  (  −  ) ∗  ] − [ Is c + KI ∗ ( TC − T Ref ) ex p [ V o c + KV ∗ ( TC − T Ref ) A ∗ Vt ] − 1 ] ∗ [ ∗ ( + ) ∗  ∗ − 1 ] -   [ ( V + IRs ) Rs h ]     ( 9 )     A  P V  ar r a y   i s   a   g r o u p   o f   m an y   P V  ce lls   w h ic h   ar e  elec t r icall y   co n n ec ted   in   p ar allel  an d   s er ie s   cir cu its   i n   o r d er   to   g en er ate  t h e  r eq u ir ed   cu r r en t  a n d   v o lta g e.   T h e  eq u iv ale n t  cir cu it  f o r   th e  s o lar   m o d u le  ar r an g ed   in      p ar allel  an d   Ns   s er ies ce lls   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  2 .       .     Fig u r e  2 .   E q u iv ale n t c ir cu it o f   s o lar   ar r ay       T h e  ter m i n al  eq u at io n   f o r   t h e  cu r r en t a n d   v o ltag e  o f   th e  ar r a y   b ec o m es a s   f o llo w s     I =  ℎ ∗  −  ∗  ∗ [ ∗ ( V Ns +  ) ∗  ∗ − 1 ] -   [ ( V ∗ Np Ns + IRs ) Rs h ]         ( 1 0 )     2 . 2 .   T wo - dio de  P V  M o del   T h e  tw o - d io d e  m o d el  h as  o n e   ex tr a  d io d e   as  s h o w n   in   Fi g u r e  ( 3 ) .   I n   lo w   ir r ad ian ce   lev el ,   th e  t w o - d io d e  m o d el  is   m o r e  ac cu r ate  th an   t h e  s i n g le  d io d e  m o d el.   T h e  v o lta g e  –   cu r r en t  r elatio n   is   g iv e n   i n   eq u atio n   ( 1 2 ) .   W h er e   1   an d    2   ar e  d io d es r ev er s e  s a t u r atio n   c u r r en t.           Fig u r e  3 .   T w o - d io d e  m o d el       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 ,  N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 6 9   –   1 7 8   172   =  ℎ −  1 −  2 −  ℎ               ( 1 1 )     I =  ℎ −  1 ∗ [ ∗ ( + ) ∗  ∗ 1 − 1 ] −  2 ∗ [ ∗ ( + ) ∗  ∗ 2 − 1 ] − [ ( V + IRs ) Rs h ]       ( 1 2 )     2 . 3 .   Cha ra c t er is t ics o f   So la r  Cell   B ased   o n   th e  eq u at io n s   ( 1 )   to   ( 1 2 )   an d   b y   u s i n g   M A T L A B   2 0 1 3 a  th e  C h ar ac ter is ti c s   o f   s o lar   ce ll  is   s h o w n   a s   b e lo w :    T w o   t y p e s   o f   s i m u latio n   ar e  p er f o r m ed   a.   Var y in g   ir r ad ian ce   ( 1000 / m 2 , 800 / m 2 , 600 / m 2 , 400 / m 2 ,   2 00 / m 2 )   an d   co n s tan t  te m p er at u r e  2 5 °c.   b.   Var y in g   te m p er atu r e  ( 2 5 ° C ,   30° C ,   35° C ,   40° C   an d   4 5 ° C )   an d   co n s tan t ir r ad ian ce   1000 / m 2   Fig u r es  ( 4 - 9 )   s h o w   t h e  s i m u latio n   r es u lt s   o f   th e  I - V  a n d   P - V  C h ar ac ter i s tics   f o r   ab o v e  t w o   co n d itio n s .   I t’ s   clea r   th at,   th e  g en er ated   cu r r en t  f r o m   t h e   s o lar   ce ll  w il l  b e  in cr ea s ed   b y   in cr ea s in g   th e   ir r ad ian ce   o f   t h e  s o lar   w it h   v er y   s m all   in cr ea s in g   o f   t h e  g e n er ated   v o lta g e.   O n   t h e   o th er   h an d ,   w h en   in cr ea s i n g   th e  te m p er at u r e,   th e  v ar iatio n   v al u es  o f   t h e  g e n er ated   cu r r en t  a n d   v o lta g e  w ill  b e  s m all.   So lar   ce ll   ca n   b e  m o r e  af f ec ted   w ith   s o lar   ir r ad ian ce   as  co m p ar ed   w ith   th e  te m p er at u r e  ef f ec t.            Fig u r e  4 .     Si m u li n k   b lo ck   o f   s o lar   ce ll m o d eled   w ith   c h a n g e   s o lar   ir r ad ian ce   at  co n s tan t te m p er at u r e             Fig u r e  5 .   I - V  ch ar ac ter is tic s   o f   s o lar   ce ll  w it h   d if f er e n ce   ir r ad ian ce         Fig u r e  6 .   P - V  ch ar ac ter is tics   o f   s o lar   ce ll  w it h   d if f er e n ce   ir r ad ian ce     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E S      I SS N:  2089 - 4864       Min imiz in g   th e  L o s es o f  S o la r   P o w er Ge n era tio n   b y  Desig n in g   a n   I n tellig en t …   ( A la a   Ha m z a   Omra n )   173       Fig u r e  7 .   Si m u li n k   b lo ck   o f   s o lar   ce ll  m o d eled   w it h   ch a n g e  s o lar   tem p er at u r e  at  co n s ta n t ir r ad ian ce             Fig u r e  8 .   I - V  ch ar ac ter is tic s   o f   s o lar   ce ll  w it h   d if f er e n ce   te m p er at u r e     Fig u r e  9 .   P - V  ch ar ac ter is tics   o f   s o lar   ce ll  w it h   d if f er e n ce   te m p er at u r e       3.   P RO P O SE D  M E T H O D   I n   t h is   Fi g u r e  1 0   s h o w   t h e  p r o p o s ed   s y s te m   w h ic h   co n s i s ts   o f   f o u r   L D R s   ( lig h t  d ep en d e n t  s en s o r s ) ,   an   i n telli g e n t  co n tr o ller ,   A D C 0 8 0 4 I C   an d   t w o   D C   m o to r s . L DR   s e n s o r s   ar e  u s ed   to   test   t h e  in te n s i t y   a n d   t h e   d ir ec tio n   o f   th e  s u n   w h ich   i n cl u d es ( u p / d o w n )   an d   ( r ig h t/ le f t)   d ir ec tio n s .             Fig u r e  1 0 .   B lo ck   d iag r am   f o r   p r o p o s ed   in tellig e n t tr ac k in g   s y s te m       A D C 0 8 0 4 I C   is   u s ed   to   co n v er t  th e  o u tp u t  s ig n al  o f   t h e  s en s o r s   w h ich   i s   an alo g   s i g n a l  to   d ig ital   s ig n al s   as  s h o w n   in   Fi g u r e  1 1 .   T h e  d ig ital  s i g n als  w i ll  b e  th e   in p u t  to   th e  i n tell ig e n t  co n tr o ller   w h ic h   i n   tu r n s   s en d s   s i g n a ls   to   co n tr o l  t h e  s p ee d   an d   th e  d ir ec tio n   o f   th e   t w o   D C   m o to r s .   O n e  o f   t h ese   m o to r s   i s   u s ed   to   tr ac k   th e  s u n   in   X - a x is   d ir ec ti o n   an d   th e  o th er   o n e  i s   u s ed   to   tr ac k   th e  s u n   in   Y - a x is   d ir ec ti o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 ,  N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 6 9   –   1 7 8   174       Fig u r e  1 1 .   A DC 0 8 0 4 I C   h ar d war e  an d   s i m u latio n   r esu l ts       Si m u latio n   r es u lt s   o f   tr ai n in g   A NN  w i th   P SO .  P SO  u s ed   in   t h e  tr ai n i n g   o f   th e   A NN   s ch e m e   to   o b tain   b est  w ei g h ts   f o r   u s in g   it  in   th e  n et w o r k s ;  F ig u r e  1 2   s h o w s   th e  ANN  s ch e m e  o f   th e  p r o p o s ed   s y s te m .   T h er e  ar e  th r ee   o u tp u t  v ar iab les  in   t h e  tr ain i n g   d ata  ( d u t y   c y cle,   clo ck w i s e  r o tatio n ,   an d   co u n ter   c lo ck w i s e   r o tatio n ) ;  in   th is   ca s e,   t h e  in p u t  p r o ce s s in g   o f   th e  ele m e n ts   i n clu d es  o n e  n eu r o n ,   a n d   1 0   h id d en   n eu r o n s   b ased   o n   tr ial  an d   er r o r   m et h o d .           F ig u r e  1 2 .   T r ain in g   ANN  u s i n g   P SO a n d   B P       T h e  p er f o r m a n ce   o f   t h e  P SO   alg o r ith m   a n d   th e  ac c u r ac y   o f   th i s   p er f o r m a n ce   s h o w n   i n   Fig u r e  1 3   an d   Fig u r e  1 4 .           Fig u r e  1 3 .   T h e  p er f o r m a n ce   o f   P SO   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E S      I SS N:  2089 - 4864       Min imiz in g   th e  L o s es o f  S o la r   P o w er Ge n era tio n   b y  Desig n in g   a n   I n tellig en t …   ( A la a   Ha m z a   Omra n )   175       Fig u r e  1 4 .   ( a)   T h e  p er f o r m an c e  o f   P SO,  ( b )   th e  ac cu r ac y   o f   p er f o r m a n ce       Af ter   o b tain in g   t h e  w e ig h ts   v alu es  o f   t h e  n et w o r k   b y   u s i n g   P SO  alg o r it h m ;  t h e  tr ai n in g   r esu lt s   ar e   co n v er ted   to   th e  SIM UL I NK  f o r   test in g   th e m   w it h   d if f er en t  s itu atio n s .   Fi g u r e  1 5   s h o w s   th e  Si m u lin k   o f   t h e   p r o p o s ed   s y s te m .           Fig u r e  1 5 .   T h e  Si m u li n k   o f   p r o p o s ed   in tellig e n t c o n tr o ller   f o r   s o lar   tr ac k in g   s y s te m       T h e  o u tp u t r es u lt s   o f   t h e  p r o p o s ed   s y s te m   ar e  te s ted   w it h   d i f f er en t  s it u atio n .   W h e n   t h e  s u n   li g h t  f all s   o n   th e  r ig h t  co r n er   o f   th e  s o lar   ce lls ,   th e  in ten s it y   o f   th e  li g h t  o f   th e  L DR s   s en s o r   o n   th e  r ig h t  s id e  is   g r ea ter   th an   t h e  i n te n s it y   o f   t h e  li g h t  o n   th e   le f t  s id e;  t h u s ,   t h e  i n tell ig en t  co n tr o ller   w i ll  s en d   t h r e e  s i g n al s   ( P W M  f o r   co n tr o llin g   t h e  s p ee d   o f   r o tat io n ,   clo ck w i s e  a n d   co u n ter   cl o ck w is e)   to   th e   DC   m o to r   d r iv er ( L 2 9 3 D  I C )   to   r o tate  it  in   clo c k w is e   d ir ec tio n   f o r   tr ac k in g   t h e  s u n   i n   X - a x is   d ir ec tio n ,   a n d   s en d   a n o th er   th r ee   s i g n als  to   t h e   m o to r   d r iv er   to   s to p   r o tatio n   i n   Y - ax is   d ir ec tio n .   Ho w e v er ,   w h e n   th e   s u n   lig h t  f all s   o n   t h e  lef t  co r n er   o f   t h e  s o lar   ce lls   r esu lt s   in   i n cr ea s i n g   t h e  in te n s it y   o f   th e  li g h t  o f   th e  L DR s   s en s o r   o n   th e  l ef t  s id e  an d   b ec a m e   g r ea ter   th a n   t h e  i n te n s it y   o f   t h e  li g h t  o n   t h e  r i g h t  s id e.   T h er ef o r e;  th e  i n tell ig e n t  co n tr o ller   w ill  s e n d   t h r ee   s ig n al s   ( P W M  f o r   co n tr o llin g   th e  s p ee d   o f   r o tatio n ,   clo ck w i s e  an d   co u n ter   clo ck w i s e)   t o   th e  L 2 9 3 D  m o to r   d r iv er   to   r o tate  it  in   co u n ter   c lo ck   w is e   f o r   tr ac k in g   t h e  s u n   i n   X - ax i s   d ir ec tio n ,   a n d   al s o   w ill   s e n d   an o t h er   th r ee   s i g n als  to   t h e  m o to r   d r i v er   to   s to p   it  f r o m   th e  r o tatio n   i n   Y - a x i s   d ir ec tio n .   F u r th er m o r e,   w h e n   th e  s u n   lig h t  f alls   o n   t h e  m id d le  o f   th e  s o lar   ce lls   w h ic h   m ea n s   t h e   lef t  a n d   r i g h t   s e n s o r s   h av e   th e  s a m e   in ten s it y   o f   th e  li g h t;  t h e  in telli g en t  co n tr o ller   w ill  s en d   s ig n al s   to   s to p   tr ac k in g   i n   X - ax is   d ir ec tio n   a n d   s tar t  tr ac k in g   t h e   s u n   i n   Y - a x is   d ir ec tio n .   T h er ef o r e,   if   t h e  u p p er   s en s o r   h a s   in te n s i t y   o f   li g h t  g r ea ter   th a n   t h e  lo w er   o n e,   t h e   in telli g e n t c o n tr o ller   w ill  s en d   s i g n al s   to   r o tate  t h e  m o to r   in   clo ck w is e   d ir ec tio n   f o r   tr ac k i n g   t h e  s u n   i n   Y - a x is   an d   th e  s p ee d   o f   r o tatio n   w ill  b e  co n tr o lled   b y   t h e  P W M.   An d   if   t h e  u p p er   s en s o r   h a s   li g h t  i n ten s it y   s m aller   th an   t h e  lo w er   o n e,   th e  i n tel lig e n t  co n tr o ller   w ill  s e n d   s i g n al s   to   r o tate  th e  m o to r   in   co u n ter   clo ck w i s e   d ir ec tio n   f o r   tr ac k in g   t h e  s u n   i n   Y - a x i s   d ir ec tio n   th e  s p ee d   o f   r o tatio n   w ill b e  co n tr o lled   b y   th e  P W M.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 ,  N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 6 9   –   1 7 8   176   Fig u r e  1 6   s h o w s   t h e  d i f f er en t  v al u es  o f   t h e  s en s o r s   w h er e  th e  x - ax i s   r ep r esen t s   t h e   ti m e   w it h   d if f er e n t  v al u es   an d   t h e  y - a x i s   r ep r esen t s   t h e  r es u lt   o f   s u b tr ac tio n   o f   th e   a m p l itu d e  b et wee n   t h e  ( r i g h t /lef t)   an d   ( u p p er /lo w er )   s en s o r s   r es p ec tiv el y .           Fig u r e  1 6 .   Dif f er e n t state s   f o r   s en s o r   v alu e       I n   m o r e  d etails,  th e  s p ee d   o f   r o tatio n   o f   t h e  t w o   m o to r s   is   c o n tr o lled   b y   P W M.   A ls o ,   t h e  d u t y   c y cle   w il l b e  ad j u s ted   b y   t h e   in te lli g en t c o n tr o ller   d ep en d in g   o n   t h e  d if f er en ce   b et w ee n   s e n s o r s   w h ic h   m ea n s   th at   i f   th e  d i f f er e n ce   v a lu e  b et w ee n   s en s o r s   is   to o   h ig h ,   t h e  i n telli g en t   co n tr o ller   w ill   s e n d   d u t y   c y cle  to   r o ta te  t h e   m o to r   f as ter ,   an d   i f   d i f f er e n c e  v al u e  b et w ee n   t h e  s e n s o r s   i s   to o   lo w ,   it  w il l  s e n d   d u t y   c y cle  f o r   r o tate  th e   m o to r s   s lo w er   th a n   p r ev io u s l y .   Fig u r e  1 7   s h o w s   d if f er en t  s it u atio n   w i th   d i f f er e n t d u t y   c y cl es.           Fig u r e  1 7 .   T h e   s i m u latio n   r es u lts   f o r   d i f f er en t s tates o f   i n tel lig e n t c o n tr o ller   in   o r d er   to   tr a ck   th e  s u n   w it h   ti m e s       I n   o r d er   to   i m p le m en t  t h e  p r o p o s ed   s y s te m   o n   FP G A   a n d   s i m u late  th e   s y s te m   w it h   I SE  1 3 . 3   p r o g r am ,   t h e  Si m u l in k   o f   M A T L A B   co n v er ted   in to   VHD L   co d e  b y   HD L   co d er   in   MA T L A B .   Fig u r e  18   s h o w s   t h e  R T L   o f   th e  p r o p o s e d   s y s te m   i n   I SE  1 3 . 3   af ter   co n v er tin g   i t  in to   VHD L   co d e  an d   Fig u r e  1 9   s h o w s   th e  s i m u latio n   r esu l ts   o f   t h e  p r o p o s ed   s y s te m ,   FP G A   w a s   u s ed   to   im p le m en t th e  h ar d w ar e  p ar t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E S      I SS N:  2089 - 4864       Min imiz in g   th e  L o s es o f  S o la r   P o w er Ge n era tio n   b y  Desig n in g   a n   I n tellig en t …   ( A la a   Ha m z a   Omra n )   177       Fig u r e  1 8 .   R T L   f o r   p r o p o s ed   i n telli g e n t s y s te m           F ig u r e  1 9 .   T h e  s i m u latio n   r es u lts   o f   in te lli g en t  s y s te m         4.   CO NCLU SI O N     I n   th is   p ap er ,   s o lar   ce ll  tr ac k in g   m o d el  w as  p r o p o s ed   an d   i m p le m e n ted   b y   u s in g   M A T L A B .   T h is   m o d el  w a s   tes ted   in   d if f er e n t  s itu a tio n   to   an a l y ze   t h e  c h a r ac ter is tics   o f   a n y   s o lar   ce lls   th r o u g h   c h an g i n g   s i m p le  p ar a m e ter s   in   th e  d ata  s h ee t s   o f   t h e  s o lar   ce lls .   P SO  alg o r ith m   u s ed   in   th e  n eu r al  n et w o r k ,   al s o   FP GA  ca r d   u s ed   f o r   th e  i m p le m e n tati o n   p r o ce s s   th at  co n tr o ls   t h e  s p ee d   o f   m o to r s   an d   th e  m o v e m en ts   o f   d ir ec tio n   to   tr ac k   th e  s u n   li g h t a l l d a y s     RE F E R E NC E S    [1 ]   X .   S   Ja n   Be n ick ,   e t  a l. ,   “ Hig h - Ef fi c ien c y   n - Ty p e   HP   m c   S il ico n   S o lar Cells” ,   IEE E  J OU RNA L   OF  PHOTOVOL T AICS ,   2 0 1 7 .   [2 ]   J.  P .   Xu ,   J.  F a n g ,   H.  Zh o u ,   M .   Ch e n ,   Q.  L i,   Ba se d   o n   GS M   g e o th e rm a l  e lec tricity  c o n tro l  sy ste m  d e sig n ,  In tern a ti o n a l  S y m p o siu m   o n   C o m p u ter,  C o n s u m e r  a n d   Co n tr o l,   2 0 1 6 .   [3 ]   E.   M u lj a d i,   V .   G e v o rg ian ,   A .   W r ig h t,   J.  Do n e g a n ,   C.   M a rn a g h ,   J.  M c En tee ,  El e c tri c a l  P o w e r  Co n v e rsio n   o f     Riv e r  a n d   T id a l  P o w e r  G e n e ra to r,   IEE E ,     2 0 1 6 .   [4 ]   M .   H.   M u g h a l   a n d   L .   g u o ji e ,   R e v ie w   o f   P it c h   Co n tro l   f o r  V a ri a b le  S p e e d   W in d   T u rb in e ,   UIC - AT C - S c a lCo m - CBDC o m - Io P   2 0 1 5 .   [5 ]   J.  Ju a n g   a n d   R.   Ra d h a ra m a n a n ,   De sig n   o f  a   S o l a r  T ra c k in g   S y ste m  fo r  Ren e wa b le  E n e rg y ,   P ro c e e d in g s  o f   Zo n e   1   Co n f e re n c e   o f   th e   Am e rica n   S o c iet y   f o r  En g in e e rin g   Ed u c a ti o n   (A S EE   Z o n e   1 ),   2 0 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 ,  N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 6 9   –   1 7 8   178   [6 ]   Ba n d a m   A b h il a sh ,   A sh ish   K  P a n c h a l,   “ S e lf - C lea n i n g   a n d   T ra c k in g   S o la r  P h o t o v o lt a ic  Pa n e l   fo r  Imp ro v i n g   Ef fi c ien c y ” ,   I n tern a ti o n a l  C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e s  in   El e c tri c a l,   El e c tro n ics ,   In f o rm a ti o n ,   C o m m u n ica ti o n   a n d   Bio - In f o rm a ti c s ( A EE ICB1 6 ),   2 0 1 6 .   [7 ]   Djil a li   Ch o g u e u r * ,   S a id   Be n t o u b a ,   Am ra o u i  M e ro u a n e ,   “ S m a rt  S u n   T ra c k in g   S y ste m ” ,   IEE E ,   2 0 1 5 .   [8 ]   N.  C.   S a h o o ,   I.   El a m v a z u th i,   Nu rsy a ri z a l  M o h d   No r,   P .   S e b a sti a n   a n d   B.   P .   L im ,   “ P V   P a n e l  M o d e ll i n g   u sin g   S im sc a p e ” ,   IEE E ,   2 0 1 1 .   [9 ]   S h a h   A rif u r  Ra m h m a n ,   Ra ji v   K .   V a rm a ,   T i m   V a n d e rh e i d e ,   “ G e n e ra li z e d   M o d e l  o f   a   P h o t o v o lat ic  P a n e l”,  I ET   Re n e wa b le P o w e r  G e n e ra ti o n ,   2 0 1 3 .       [1 0 ]   A .   Du rg a d e v i1 ,   S .   A ru lse lv i2     a n d   S . P . Na tara jan 3 ,   “ Ph o t o v o lt a ic  M o d e li n g   a n d   Its  C h a ra c ter isti c s”,   P ROCEEDING S   OF  ICET ECT   2 0 1 1 .       B I O G RAP H Y   O F   AUTHO R       A la a   Ha m z a   O m ra n ,   Ba c h e lo r  o f   c o m p u ter  e n g in e e rin g   /co ll e g e   o f   e n g in e e rin g   /u n iv e rsit y   o f  Ba g h d a d   a t  2 0 1 2 ,   m a st e r  o f  e lec tr o n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   /co ll e g e   o f   e n g in e e rin g   /u n iv e rsit y   o f  Ba g h d a d   a t  2 0 1 5 .   Cu rre n tl y ,   w o rk in g   a s  a ss ist   lec tu re r  a t  u n iv e rsity   o f   i n f o rm a ti o n   tec h n o l o g y   a n d   c o m m u n ica ti o n s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.