In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  V o l.  10, N o.  2, June  2 01 9, pp.  777~ 7 8 4   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v10 . i 2.pp 7 77- 78 4           777     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Economi c al and e fficient tech nique   for a static localized  maxim u m   sun l u x determination       Ah me d   H.  A l i 1 , A del   S .   N ada 2 ,  A h med  S .  Sha la b y 3   1  Dep a rt men t   o f T e lecom m u n i catio n E n g i n e eri ng,  E gypti a n   Ru ssia n   U n i v e rsit y,   E gypt    2, 3   Dep a rt m e nt  o f Elect rical  E ngineer ing, Al-Azhar Univers ity,   Egy p t       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Oct  2 8 ,  2 018  Re vise d Jan  2 6 , 2019   Ac ce p t ed  M ar 3 , 2 0 19      S o l a r  energ y   i s  o n e  of   t h e   m ost  p r om isi n g   renew a ble  so urces  t h a t  is  c urrent ly  bei n g   us ed  w orldw i d e   t o   co nt rib u te  f or  m eetin g  ri si ng   d em an ds.   In   t his   pap e r  so lar  irradi ance  meas urem ent   w i l l   e x p eri m en tal l y   carri ed   o ut   i n   t wo  d iff e rent   regi ons  in  E gyp t ;   C a i r o  and  L uxor  c ities .   T h i s   paper  propos es  a  s i m p l e   s o l a r   lu x  m easurem ent  usin g  a  light  d e p end e nt   r es ist o r  (LD R )  with   a n   a r du in o  ki t.   Th is   t ech niq u e  i s   b ased  o n   tw o   app r oaches   w h i ch  a re  c o a rse  an d  fine  m a xim u m   su n  lux   determ i n ation.   T his   is   b as ed  o n  th e  pred eterm i n ed  2 6 o   v e r t i c a l  s l o p   o f  t h e  L D R .   C o a r s e  t u n i n g   d e t e r m i n e s  o n e  o f   t h e   r each   s un   l ux  quarter  (90 o )  o f   hori z on tal  q u ad .  The  fi ne  t u n in g   al locat es  t h e   o p t imi zed  1 0 o   in   w hich;   th e  max i m u m  s u n   lux  can  b e  o b t a ined .  Th e  optim a l   v alu es  o f  s un  l u x   w e r e  f o u n d  b e t w e e n  t h e  ( 9 0 o  –  1 8 0 o )  qua rte r .  Thi s   s tu dy   c on firms  th a t   t he   narro w  t e n  deg r e e s   (95 o   -   105 o )   a r e  t h e  o p t i mi ze d   s t atic  s un   l u x   e xtract io n  f o r  th e  two  s i te  f iel d   m easu r em en ts .  Th is  n ov el  t ech niq u e  can  b e  u s ed   f o r   lo cati ng  the  a n gl e  of   b est   inst a l lat i o n s   f o r  t h e  s o l a r  cell  a t   wh ich   m a xi mum  so lar en ergy  can b e ext r acted. K eyw ord s :   A r dui n o  U no   LDRs  M i c r o S D  m emory  ca rd   R eal  t i m e   co unt er (R T C )   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Ah med   H. Al i ,   D e pa rtme nt   o f  Telec o m m uni c a ti o n   E n g i n eer ing,   Eg yp tia n R u ss i a n  U n ive r si t y ,   Eg yp t,  B a d r  C it y , C ai ro -Su e z R o ad ,  Po st al  C od e   118 29 .  Em ail:  ahm e d_ ham d y 0 064 @ y a h o o .com       1.   I N TR OD U C TI O N    Me as urem ent  of  t he  s o l a r   i rra di a tio n  i n t e ns i t y  i n   a   s p e c i fi ed  p os i tio n  is  t he  k e y   t o  s t ud y  the   o p t i m a l   d e si gn   a n d  to   pred i c t   th e   p e rfo r man c e   a n d   effi c i e n c y  of   phot ovo l ta ic (P V )  sys t em s  [1, 2] .  The perfor ma n ce of  a  P V   s ystem ,   m odu le  o r   ar ray  de pen d s  o n   m any  fac t ors ;   one  o f  w h ich  is  t he  s o l a r   i rra dia n ce   t ha t  t h e   c ould   so l a r pa nel s  rece i v e   d u ri n g  th e   d ay  ( pea k  su n -h ours)  [ 3,  4 ].   The   t o t a l  s o la r  ra diatio n  p o t e n t ia l  w i l l   b e  ke y  pa ra m e ter   for  d esig nin g   a n d   p r e dic tin g  th e   perform ance  o f   s o l a r  energy  e quip men t   a nd  sol a r  e n ergy   p o t e n t i a l   [ 5 ,  6].   It  h as  b ee n   ve rifie d   t ha t  t h e  h i g h er   a l ti t u d e   g re at er  t h e   t ot al   s o l a r   r a d i a ti on   u nde r  t h e  cl ea r  a n d   i n t e rme d i a t e   s ky   c o ndi tio ns .  Un d e r  th e   ov erc a s t   day s   t he  s ol a r   r adia ti o n   i s  ve ry  l ow   i n  c o mpa r ison  w ith  s unn y  d a y s  [7,   8].   The   so lar  radia n t  ener gy  on  t h e   ea rth’s  s u rfac e   i s   a   r e q uire me nt   n o t   onl y  in  t he  s tud i es   o f  c l i mat e   c h a n g e ,  e n vi ron m ent a l  p o ll ut i on  bu t   al so   i n  agric u lt ure ,   h y d ro lo g y ,  fo o d   i n d u s t ry  a nd  p r om ot ion  o f   o vera l l   s o lar   e n er gy  t e ch n o l o gy  pr ogram s  [9 -11].  Meas uri ng  of  t he   s o l a r   i r r ad ianc e   at  d iffere nt  p osit i o n s   i s  o n e   o f  t h e   m o st   i mpor ta n t   t o o ls  t o  ca t c h  th e   ma ximum   so la r  radia t i o n.  S iti  A m e l y   Jum a a t   a nd   M o h am ad  H ilm i   O t h m a n   ( MA TE C   We b  of  C o n fe renc es,  20 1 8 )  m e a s ur e d   t he  s o l a r   i rra d ia nce   us in g  LD R  a t   t hree   m odu les ;   s u n ri se  pos i tio n,   upw ar d  po sit i o n   a n d   su ns et  po s i t i on [ 1 2 ] .   The   hi g h   c ost   of  t he  d es i g n   of  s o l ar   i rra d i a n ce   d e v ice s ,   suc h   a s  th e  pyra nom eter   [ 13] ,  a n d  th e   i rrad i a n c e   met e r,  i s  th e   si gnif i c a nt   p ro bl em  [ 14 ].  T h e se   d e v i c e s  c a n   me as u r e   i r ra di a n ce  wi th   h i g h   acc u r a c y  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    7 7 7   –   7 84  77 8 a nd c o ve r   a   w i de  sp e c t r a l r a n g e.  These   d ev i c e s  suc h  as l u x   me t e r   [ 15,   1 6]  c an t he r e f o r e   b e e x pe ns ive a nd a l s o   som e t i me s  nee d   s pec i a l   i nsta llat i on  pr ior   t o   t he  m e a sur e m e n t   [ 1 7,   18] .     Th is  p a p er  d ev elo p s  a   l o we r  cos t ,  e a sy  t o   u s e  p l at for m   t o  de t e r mi n e   a   l oc al i z e d   m a x i m u m   s un   l ux.   Th is  s o l ut ion l o o k s  a  com p e t i t i v e   for   th e  m o st  a l t erna tives.   Tw o   di ff ere n t   r e g i on s  in   E gypt   ( C a i r o   a nd   L u x o r )   of   d if fer e nt  s o l a r   p r o f iles  a s   s how n  [ 19]   i n  F i gur e  1  a r e  se l e c te d  f o r   ver i f y in g  t h e  p r op ose d   s y s te m  va lid i t y.   T h e  c h oi ce   o f   t h e  a n gl es  i s  m a d e   f o r   c o l l ect in g  th e   mo st   c on c e n t r a t e d  s o l a r  i r r a d i a t i o n  v a r y i n g   w i t h  t i m e   [ 2 0 - 22] .   The   c hoic e   o f   ar eas  i s  due  t o  the i r   di ff er e n t   w e a t he r   a nd  sun  s h i n es  [ 2 3 ] .             F i gur e   1.   T he  s ol a r   a t l a s   o f  E g yp t         2.   OPERA T ION A L PROCEDURE  T h e   w h o l e   s y s t e m  i s   a c t i v a t e d  w h e r e  t h e  a r d u i n o  i s   c o n n e c t e d   t o   g r o up  of  L D R   f or   t w o   s tep s   o f  t h e   pe ak   l u x   c oa r s e  an d  f i ne   a s  show n  i n   F i g u r e  2.   T he   p r opose d   s ys tem   c o n f ig ured   o f  tw o  m a i n   m o d u le s  as   fo llow i n g s :     2. 1.     C oarse   l u x   d e t er min a t i on   Durin g   t h i s  proce d ure  t h at  c a lle d  coa r se  d e t er minat i o n ,  a  LDR  h as  i n s ta l l ed  a t  ea ch  a rm   o f  the  q u a d   dir e c t i ons  ( nor t h ,   south,   e a s t   and  w e st) .     2 . 2 .     Fine lux  determina t io n     Add iti ona l   ste p s  a r e  in c l u d i n g  the   LDR   ins t a l la ti on   a t   ( 9 0 o ,  1 0 0 o ,  1 1 0 o   a nd   1 20 o )   o f   s e c on d  q u ar t e r   (9 0 o - 1 8 0 o )   for   dete r m ini n g  th e  most  a ppr o p r i ate   s un  l u x  pr e s ence .           ( a )  C o a r se  l ux  deter m i n at i o n   ( a )  F i ne  l ux  de t e r m ina tio n     F i gur e  2.   S t e pp ed  s u n   l u x   t r a c e r       Luxor  Cairo  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Ec o nom i c a l   a n d  eff i c i e n t te c h niq u e  fo r a  sta t ic loc a l i zed  m a xim u m  sun  l u x   dete rm ina t io n ( A hm e d  H .  Ali)   77 9 3.   TH E   SYS T EM  P L A TFOR M   In   t hi s  wo rk ,   t h e   ma in   c on tro l l e r   wh i c h   is  t h e   a rdui no   r ec e i v e s   a nal o g  i n pu t   fr om   L D R s  an d  it   co nv e r t s   t h e   i np ut   i n t o  di g i t a l  s i gn a l   b y   u s ing   a n a l og - t o - di g i t al   ( A/D )   co n v er te r .   T he n t h e   c o n t r o lle r   se nds the  m e a s ur ed  l u x   v al ues  to  S D   me mor y   c ar d  (st o r a ge ) .   T he  b loc k   d iag r a m  of  t he   e x p er i m ental  w o r k   i s  show n    in  F igu r e  3 .   Th is  p r o jec t   i s   di v i de d  i n to  t w o   s ta ge s  nam e ly,   ha r d w a r e   a nd  s o f t ware   d e v el o p me n t .   I n   h a r dwar e  de ve l opme n t ,   f our  l i g ht   d e p e nde n t   r esis t o r s   ( LDRs)   were   u t iliz e d  t o   c a p tur e   t he  m axim um   l i ght  s o u r c e  fr om   the  s u n,   R T C   t o  r e tai n   time   of  r e a d i ng  a n d   me mor y   f or   d a t a   stor a g e .  I n   t h e   s o f t w a r e  p a r t ,  t h e  c o d e   w a s   c o n s tr uc te d  by  usin g  C + +  pr ogr am m i ng  la ng uage   a n d   w as  t a r gete d  to  th e  ard uino  un o   cont r o l l er.           F i gur e  3.   B l oc k  dia g r a m  of  ove r a l l   s ys tem       3. 1.     S y st em  h ar d w are   Th is  w or k  har d w a r e   p l a tf or m   c onf igur ed  o f   t h r e e   m a in  p a r t s   a s  f ol low s :     3. 1. 1. L i gh t   d e p e nd e n t  r e sist or  ( L D R )   Li gh t   depe n d e n t  r e s i s t or   ( LD R)   s ens o r :   A   l i g h t   s e n s o r   is  u sed  t o  sense  de vic e s   i l l umi n a tio n  le vel  o f   the  s un  li g h t.   A   pho t o r e sis t o r   i s  a  sensor   w hic h   e lec t r i ca l  r e s i s ta nc e  is  a l t ere d   d e p e n d i n g   o n  t h e   li g h t   i nte n s ity   f a l lin g  on   it.   I n  s p i t e  of   t he   P D   sun  se ns or   a va ila b i l i t y   [ 2 4 ,   2 5 ] ,   t he  r esista nce   of  t he   L D R   i s   i n v e r s el y  pr opor ti ona l  to   t he   l i g ht   i nte n si ty  a t   h i g h e r   s e n s i t i v it y  degr e e.    3. 1. 2. A r du in o  b oard   The  ar d u in o  u no  i s   m icr o c o n t r o l l er   b oa r d   e c o s y stem   t ha t   c onsis t s  of   a   p r o ce ssor   p la tf or m  on  th e   A T m e ga 32 8.   I t   has  14  d i g ita l   inp u t   an d  ou t p ut  p i n s:  6   p ins   use d  PW M ou tp ut s  a n d   6  pin s   i s  a n a l og  i nput  su c h   a s  t h e  c l o c k  s p e e d   i s   1 6 M H z ,  t h e  c e r a m i c  r e s o n a t o r ,   t h e   U S B   c o n nec t i on,   t he   p ow er   j ac k ,   t h e   I C S P   hea d e r   a nd  t h e  r e set  b u tt on.     3. 1. 3. R e al  t im e   c l oc k   ( R TC )   m o d u l e   A   r eal- time   c l oc k  ( R TC)   is  a   c om pu t e r   c l o c k  ( m ost  o f te n   in  t he   fo rm  o f   an   i nteg r a ted   circuit)  t h a t  ke ep s  tr a c k o f   t he   c ur r e nt tim e.   T hi s  s h o u l d  no t  be   c o n f use d   w i th   h a r d w are   c l o c k s   w hi ch  a re  onl y  sign al s  th at  go ve r n   d i g ita l  e l ectr o n i cs,   a n d  do   n o t   c o unt   t im e  i n   h um an  u n i t s .   T h e   R T C   m o dul e  k eep s   a ccu ra t e   t i m e   f o r  ye ar s  usi ng  a  t i ny c o in- c e ll,   a nd  is  v e r y  sim p le  t o  c o n n ec t  t o   t h e A r du ino  boar d .   The   m o du l e   u ses  t h e   A r dui n o   an a l og   p in s  A 4   a nd  A 5   f or   " I 2 C"  s e r ia l  c o mm unica t i o n s  w i t h   t he   s ke tc h.   N o  o t her   p i ns   o n  t h e  ardui n o   a r e   use d   b y   t h e   m odu le   o the r   t h a n  p o w e r   a n d  G N D ,   so   t he y  ar e  all  a v ai l a bl e  f o r  co nn e c t i o n   to   o th e r   d ev i c es  i n  yo ur   p r o jec t s.   A   d r i ver   l i br a r y  a llow s   a   p r o g r am  t o  easi l y  s e t  o r  read   t h e time an d   d ate.    The  a r d u i no  r e qu ir es  a   p ow er   s u p p l y  1 2   V   a da p t er .   The  c ontr o l l e r   wo rk s  wi t h   6 V   d c   powe r   s u p ply  w h i l e   s e n s o r s ,  R T C  a n d  S D   m e m o r y   w o r k   w i t h  5 V   D C   p o w e r  v o l t a g e   di vid e r   o r   D C   ch opp e r   c a n   t h e ref o re,   be   u se d.     3. 2.     Th e   syst em  s of t w ar e   Th is  s yste m  u s e s   t he  a r d u i n o   I D E   on  t h e   w i nd ow s  p l a t f o r m   t o  dev e l o p   t h e  app l i c a t ion   of  a uto  sun l igh t   m ea su r e m e nts.   T he   a r d u i n o   i n t e g r a t e d  de vel o pme n t  e n v i r o n me n t   ( I D E)   i s  use d   t o  w r it e   an d  u p l o a d   the  c o mpu t er   c ode  t o  the  ph y s i c a l   b oar d .   A r du i no  I D E  is  a   c r o ss   p la tf or m  a p p l ica t i o n  de ve l ope d  usin g  Java .   I t   i s  a v a ila b l e   for   Wi nd ow s ,   L i n ux  a n d  Mac   ope r a t i n g   sys t e m s.   T h e   g raph i cal   d at a  rep r e s en t a t i o n   i s   im pl e m e n te d o n   M ic ros o ft ex c el.      4.   TH E   EXP E RI MENTA L   W ORK  A   pho t o   d i ode   acc ompa n i e d   w it h  9V   r ela y   d r i ven  by  BC 5 4 7 B P   tr a n s i s t o r   i s  u s e d   a s  a  d a y / s y s t e m   ope r a ti o n   s ta r t er .   The  sof t   o p e r a t i on  o f   t he  s ys tem   i s   d e v e l ope d  ac cor d i n g  to  t he   f l o w   char t   o f   F igur e  4.   T he  so u r ce   c od es   w ere   t a rg e t ed  t o   a r dui no  un o  bo ard  to   b e  c o mpi l e d  and   u p lo ad ed .  Th e   f o u r   L DR s  we re  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    7 7 7   –   7 84  78 0 co nn e c t e d  t o   a rd ui no   a n a l og  p i n s   A 0  t o   A 3   t o   ac t  as   t he  i np u t   f or   t he  s ystem .   T he  b uil t - i n  a n al o g - t o- dig ita l   c o n v er ter   ( A D C )   tr ans f or ms the  a na l o g  va lu e   of LD R  in t o di g i t a l   p ulse   w id t h   m od u l a tio n ( P WM) .  Eac h  LD R   was  co n n ect ed  w i t h   fi x e d   re si st an c e   a nd   t he n   co nn ect ed   t o   t h e   a r d uin o   t o  r e ad   s u n   l ux .   The  r e ad i ngs  w er e   take n  e v er y  1 0   m i nu t e s  b y  RTC  m od u l e  to kn o w   it’ s  t i m e   r e a di ngs   w h i c h   c on nec t e d   w it h  the   a r du i n o   a nd the  r eadi ngs  w e r e  st or e d   i n  S D   m em or y  ca r d .   P r ot o t y p e  w a s  plac e d   o n   a   bui ld i n g   roof   b eca u s e   fo r  mu ch  m o r e  sun l igh t   d e t ect i on.   T he  e x p er i m ent  c a r r i e d  o u t  s t ar t   of  J u l y  up   t o  O c to ber ,   201 8.           F i gur e  4.   S yst e m  pr oce dur e  fl ow   c har t       The  w o r k   i s  de signe d   f i r s t  o n   t he   f am o u s  dr a w in g   pr o g r a m   C o r e l D r a w   w e   h a v e  use d   i n  d r a w i ng  t h e   so lar   tr a c ki ng  sys t em   c ir cui t   a nd  dr aw in g  t h e  base  o f  t h e  con t r o l   c ir c u it .   S e c ond,   w e  per f or m e d  the  dr aw i n gs   on  the  m ach in e  CNC  C o 2  la ser  c u t t i ng  a n d   engra v ing  m achi n e   t o   i mpl e me n t   t h e   p ropose d   s y s t e m.   F i g u r e s   5   a nd  6  s how s  th e   sche ma t i c   d i agr a m  that  i llu str a t e s  t h e  m e asur em ents o f t h e  so la r irr a dia tio ns.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Eco nom ica l   a n d  effic i e nt  tec h ni q u e f o r a  sta tic loc a l i ze d  m a xim u m  su n  lux de t e rm ina t io n  (Ahm ed  H .   Ali)  78 1     F i gure  5. The  e xper i m e nta l  pr o p o se d  co ntro l   system , 1)   LDR star t e r,  2)  9V fr o m  adapt o r, 3) Oper ati o n a l  am pl i f ier ,   4 ) Tr ansist or  B C 5 4 7 B P ,   5 ) Relay  9V ,  6) 9V   to ardu i no ,   7)  5 V   from  ar duino,  8)  7 jumpe r s from   LD Rs,   9) S w itch  from  7  j um per s  fr o m   LD Rs  t o  ana l o g   p in s of ar d u i n o,  10)  A rduin o  U n o ,   11)  R TC m o d u l e ,   ( 12) S D m e m o ry  car d          Fi g u re  6 .   A rra nge me n t   o f  se n s o r  for  sun l u x m e a s urem ents       The   LD R  w a s  firs t  m oun te d  at  t he   nort h er n  z e ro  a nd  t h e  lux  w a s  re corde d .  The  sa m e   p roce dure  was   repe ate d   f or  d iffer e n t  an g le s.        5.   RESULT S   A N D  ANALY S IS   The   pr o pose d   s un  l u x  trac er  ( S LT)  c onfi g ure d   o f  a  fi xe d   o r th og o nal  qua d   LDRs  t h a t   ar e  all o cat ed  a t   the  qu ad  d irec tio n  (n orth,  so u t h,  e a s t   a nd  w e st).  D uring  the   co a r se  s un  lux   de t e rm i n a tio n,   t he   r esu l t s   s h o w ed  t h a t  t h e  q u a r t e r   ( 9 0 o -  180 o )  h a s  the  pea k   l ux   d e t e c t i o n.   T h i s  is  acc omp l is hed  a t   L ux or  a nd   C airo  a s  shown  in  Figure s   7   a n d   8 ,   respec t i ve ly .   These  cur v es   w ill  i n di c a t e  the  s u n   l u x   r is in g  a nd  deca ying  d u ri ng  da yl i g ht   ho urs.   The   pea k   v a l u e   o f  the   s u n   l u x  i s   d ifferi ng   from   Ca iro  to   L u xor  c i ties,  F i g ur es  7   a n d   8 ,   respec tive l y   tha t   i t  ca n  d u e   t o   t he   d i ffe re nc e  o f   t he  s k y   clear ance   o f  the   t w o   c ities.   T he  a c c ura t e   l i m ited  se c t or  t h a t  can   gran te e  the   gre a tes t   r ad ia ted   e n e r g y   o f  t h e  s u n  is  a l l oc a t e d   b y  i n s t a l l i n g   t h e   L D R   a t  t h e  a n g l e s   9 0 o ,  100 o ,  1 1 0 o   a n d  120 o .  The   m easur ed  r es ul t s   o f  Ca iro  and   L u x o r   c i t i e s  are   de p i cte d   a s   sh ow n   i n   F i gures  9   a nd   1 0   respe c t i ve l y . The  c l o se s  resul t s  of  t h e   L u x o r  ma y be  due  t o  the  l ow er  sky f ogs  a nd  dus t.  I t   i s  observed  from  th e   e x p e rim e nta l   r esu l t s   o f  F i gures   9   a nd  1 0   t h a t   t h e   a ngl e   10 0 o  has  the   ma ximum   sun  lu x.  F o r   s i g n i fi c a nt ly  i de nt ific a t i o n  o f   t hi s  o p tim i z e d  a n g l e ;  t h e  l u x  w a s  r e p e a t e d l y   m e a s u r e d   alo n g   d iffere n t   d a y s  t o   v erify  the  o b t a i ne d  resu l t s.   F igures  1 1   a n d   12   s h o w   t h a t   t he   r ec om mend e d   mea s u r emen t s   o f   1 0 0 o  a n g l e  h a v e   a l m o s t  p e a k   v a l u e s  f o r  t h e s e  d i f f e r e n t   d a y s .  T h i s   s hows  t h a t   t h e   s un  l u x   i s   in de pen d e n t o n   t he  w ee k  da y s .   This  c a n   e x p l ai n  w h y  n o  ne e d  for  MP P T   m ec hani cal  s o l ut i o n s .   This of  c ourse   w ill  gran t  r e lia ble  a nd  lo ng- l i fe  t ime   P V   s ys tem   ut i l iza t i on.   F ig ure   11   d is pla y s  the  m e a s urem ent  r e su lts   si m i lari ty a nd  st a b il it y d u e  to  t he sk y   c lea r ance  a s dep i cte d   i n F i gure   9.   The   r e sul t s  c o nfirm e d  tha t   t h e   E gy pt ia n  su n   li gh t   o f fers  h i g he r   t h a n   1 500  l u x   fo r  a r o und  e i gh t   h o u r s   i n   c a s e   o f  c l e a n  s k y .  T h e  s u n  l u x   o f  t h e   o t h e r  n a t i o n a l   c i t i e s   is  m uc h  be tt er   t ha n  Cair o  s t ate   w h ic h  a t t r ibu t e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    7 7 7   –   7 84  78 2 t o  t h e  f a c t o r i e s   s p r e a d   a r o u n d  t h e  C a i r o  s t a t e .   O n  t h e   o t h e r   h a nd,   L ux or   c i t y   has   be e n   s e l e c t e d  a s   a no the r   loca tio n  of  t he   n at i ona l  c i t i es .   The  in ter   de pen d e n c e   o f  t h e  l i fe  t ime   as  w ell  as  t he  a dd i tio na l   c o st  o f  t h e   me ch a n ic al   s olu t i o n  f o r  t r a c ki ng   s y s t e m  a r e   su ff i c i e nt   e n o u g h   t o   sear ch  a ny  o t her   tec h ni q u e.   T he  r es ults   ass u re   t h a t   t h e me ch a n ic al  ma x i m u m   p o w er  p oin t  t rac k   ( M P PT )  ca n  w aste pow e r   m uc h  m o r e   t h a n t h a t   can  b e   a dde d.           Fi g u re  7 .   R e a d i n g s   i n  L u x o r   c i t y  w i t h  c o a rs e   s e l ect in g   ang l es     F i gur e 8.  Rea d i n g s  in  C a i r o  wit h coa r se  s elec t i n g   ang l es             F i gur e   9.     L uxor   m easur em en ts  a t  fi ne  s e c t o r s   (a n g l e s )     F i gur e  1 0 .   R e adi n gs  i n  Cair o   a t  fi ne  s ect or s  (ang les)               Figure   1 1 .   Readi n gs i n Lux o r   cit y  o f  10 0 o  ang l e     F i gur e 12.   Rea di n g s  i n   Cair o   c it y  o f   1 0 0 o  ang le        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Eco nom ica l   a n d  effic i e nt  tec h ni q u e f o r a  sta tic loc a l i ze d  m a xim u m  su n  lux de t e rm ina t io n  (Ahm ed  H .   Ali)  78 3 6.   CONCL U S IONS   Low  cos t ,   ea sy  t o  use   a n d  ef ficie n t  tech n i q u e   f or   a   s tat i c  l o ca l i z e d  m a x i m u m  s u n   l u x  e s t i m a t o r  h a s   bee n   p r o p o se d   a nd  i m p l em ente d.   I t  pr o v i de s  i n   a   s hort   ti m e   ( day   t o   view   d a y s)  a n  ac cura t e   a n g le  o f  ma ximum   su n   lux.   T h i s  sys t em   c a n   b e  c o ns idere d   a   c om peti t i ve   a l ter n a t i v e  t o   t he   m ec hani cal   m axim um   p o w e r   poi nt  t ra ck   ( M P PT) sy s t ems. Th e  li g ht  i nt en si t y  h a s   b ee n   me asured  u s i n g   t he  LD R  se n sor   co nne c t ed   t o   an  a rdu i no  ba s e d  sys t em .  The  ob t a i n e d   m ea surem e nts  a t   m any  da ys   h av e  al mo st   m a x i m u m   v a l u e s  a t   1 0 0 o   ang l e.   A   r e s ult a nt  c os t  re duc t i on  a nd l ong- life   tim e  of  t he  p ho t ovo lta ic  ( P V )  syste m   u ti li zati o n  ha ve  t he refore   ac hi e v e d .  This  w ork  w i l l  be   c o n t in ue d up  t o  fi l l i n g   t he  w h o l e  y ear  sun l ux  prof ile       ACKNOW LEDG E MEN T S  The   authors  are   p l e a sed  to  t hanks  A ssoc i a te  P r o f.  D r .   E l-S a yed  S o lim an  A hme d   S aid  for   hi s  contributi on  and  sha r ing during  t h is w or k.      REFE RENCES    [1]   H.   A l-T aani     a nd  S .   A rabasi,  " S ol ar  Irrad ian ce  Meas urem ent s   U si ng  Sm art   De vi ces:   A  Co st-Eff e c t i v e   T echn i que   f o r Es tim a t ion   of   S o l ar Irradi an ce f o r Sus t ainable Ene r gy Sys t e ms ,"   S u s t ai n a bi li t y ,  vo l . 10 ( 2 ) , 5 08 , p p. 1 -11 ,     2 0 1 8   [2]   C.   K .  P a ndey   and  A.   K .  Ka t i yar,   " S o l a r  Radi ati on:  M o d el s  an d   Me asu r em en t  Tec h n i q u es,"  Jou r nal o f   E n er gy ,  v o l.  2 0 1 3 , pp .  1-8 , 2 01 3.  [3]   M .  B a g h e r i t a b a r ,  H .   B a g h e i t a b a r ,  M .   M .   R .   K a s h a n i ,  a n d  N .   S .  K h o d ash e nas ,   " P h oto volt a ic  S ystem s   w it h   Rot a ti on al  P anels  t o   H a r v e st   N a t ural  a n d   A rtifi c ial   Li gh t  f o r  E lect rical  P ro du ction, "   5 th  In ter natio na l Co n f e r ence   on  Electrica l a n d  El ectro n i cs  E n g i n eerin g ,   p p .   211-2 1 4 ,   2 018 .  [4]   A.   A .  Ab dulrazzaq   a n d   A .  H.  A li ,  " E fficien cy  P erf o rm an ces  o f   T w o  M P P T  A l g o ri thms  f or  P V  S y st e m   W ith  Diff erent So l a r  Panel s  Irradi ances ,"   Inter nati o n a l Jou r na l  o f  Po w e r  Electr onics a n d Dri ve System  ( I JPED S ) ,   vol.   9 ,  no .   4 ,  p p .  1 7 5 5–17 64,   2 0 1 8 .   [5]   E.   K abi r ,  P .   K u m ar,  S.  K u m ar,  A .   A .  Ad e l od un ,  and   K i -H .   Kime,  " Solar  Energy:  Po tent i a l  and  F u ture  P rospect s , "  Re ne wa ble  an d  S u sta i na ble   En e r g y  Re v i e w s ,   vol.   82,   n o .   1 ,  pp .  894 –9 00,   2 0 1 8 .   [6]   P .   D .  A.  A zi z,  S .   S .   A .  W a hi d ,   Y .  Z .   A ri ef ,  and   N.  A .  Azi z ,  "E v al uati on  o f   S o l ar  E nergy  Potentia l   in  M a l aysia, "  T r en ds  Bi oi n f orm , vo l .   9,  n o.  2,   p p . 35 – 4 3 ,   20 1 6 .   [7]   D.   O .   Akin yel e   a nd  R.   K .  Rayu du ,   "Co m p r ehen si ve  T ech no-Econ om ic  a n d  E n v i r o n m e n t a l   I m p a c t  S t u d y  o f   a   Lo cali s ed  P hotovo lta i c   P ower  S y s t e m  (PP S )   f o r   O ff -G rid  Comm u n it ie s, "  E n ergy Co nver sio n  an d M a n a g e ment ,  v o l. 1 24 ,   p p . 2 66 –2 79 , 20 1 6 .   [8]   S .   N .  Kh in e   an d  Z.  T u n ,  "S enso r  A n al y s is  a nd  A ppli catio n   o f   A rd ui no  b a sed  Tem p era t ure  and   Lig h t  In t e nsity   Co ntrol   fo r   S m a r t  Ho me   S ys te m , "   Int e rn a t ion a l  Jo ur na l of  Sci e nt ific a nd R e search  Pu b lica t io ns ,   vo l .   8 ,   no.  6 ,   p p . 89 - 94 ,   20 18 .   [9]   U.   A .  S.  K .  Ediri s i ngh e,  " S t ud y  t o   E va lu ate  T h e   Eff ect iven ess   o f  Lig h t in g  S y s t e m   b y  Us in g  LED  Te c h n o lo gy   i n   Commercial Bu ilding s , "  M. S c .  T h esi s ,  Universit y  of Vo ca t i o nal  Tech nol og y , 2 01 2.  [10]   M .   O k i   a nd   H .  S h ii na,  "P relimin ary  St udy  on  an  E stim a t ion  M e th o d  f o r   A n nual  S olar   Irradianc e   a t   Vari ous  Geographical  Altitudes, "   8 th  Int e rn ati o n a l IBP S A  Con f eren ce,  Eindho ven,   Ne t h er la nd s , pp .   1 1- 14 ,   2 0 0 3 .  [11]   K.   M uth uku m a r  and  T.   S .   A n an d h i,  " Real  T ime  Im pl e m ent a tio n   o f  V ariab l e  Step  S i z e  Based   P & O  M PPT  f or  P V   Sy ste m s  B a se d   o n   d SPA C E, "   In tern atio nal Jou r n a l of Po wer  El ectr o n i cs an d  D r ive S y stem   (IJPED S ),   v ol.   7,    no .   3 ,  p p .  9 1 5 - 9 2 5,   201 6.   [12]   S .   A .  J u m aat  a n d   M .  H.  O th man ,   " S o lar  En ergy   M easu r em ent   U s i ng  A r dui n o , "   M A TE C W e b  of  Co n f eren ce s ,   v o l. 1 50 ,   p p . 1 -  6, 20 1 8 .   [13]   S .  M .   R a i h a n ,   R .  M u h i d a ,  M .   H .   U l l a h ,   a n d  L .   S u l a s t r i ,   " D e s i g n   of   a   r adi o   t elemetry   s o l ar  r adi a tio n   s enso r  usin g   solar cell,"  American  j o u r na l of  scien tifi c  res e arch ,   v o l .  10 ,  p p .  78-86,   2 0 1 0 .   [14]   K.   R .   Ajao ,   R.   M .   Am bali,   and   M .   O .   M a hm ou d ,   " Determ i n a t ion  o f   T h e  Op timal  Til t   Angle  f o r  S o lar  Pho t ovol t ai c  Panel   in I lorin,  N igeri a , "   Jou r n a l  o f   En g i neeri n g   Sci e nce a n d  T echno lo gy R eview ,   vo l. 6 , no . 1 , pp .   8 7– 9 0 , 20 1 3 .   [15]   A .  H .   I s m a i l ,   M .  S .   M .  A z m i ,   M .   A .   H a s h i m ,  M .   N .  A y o b ,   M .   S .   M .   H as h i m,  a nd   H assri zal  H .B.,  " D evel op m e nt  o f   a W e b cam  Based  Lu x  M et er,"  IEEE  Sym posi u m on  Com p u t ers a n d  In fo rm atics ,   pp .   7 0-74 ,  2 0 1 3 .  [16]   S .   S u m ri ddet c hk ajorn   and   A.  S om bo onk aew,   "L o w - Cos t   Ce ll   Phon e - Based   Di g i tal   Lu x   Me t e r, "   The International   So ciet y for O p tica l   E n g i neerin g,   vol .  7 8 5 3 ,  pp.   1 -6 ,   2 010 .  [17]   K .  N .   P o u d y a l ,  B .   K .  B h a t t a r a i ,  B .   K .  S a p k o t a ,   B .  K j e l d s t a d ,   a n d  N.  R .  Karki,  " Est i mation   of   G l o bal  Solar  Radi ati on  using  Pyranom e ter  and  NILU-UV   Irra dianc e   M eter  a t  Pok h a ra  V al ley   in  N epal ,"   Journal  of the Institut e   of  E ngi neerin g,   vol .  9 ,   n o.  1 ,  p p .  69 –78 ,   2 01 3.  [18]   M .   Elyaq ou ti,  S.   H ak im ,  S .   F a r h a t,   L .  Bo uho u c h ,   a nd  A.  I hlal,   " Im ple m e n ta tio n  in   A rd u i no   o f  M P P T   Using   Vari abl e   S tep  S i ze  P&O  A l gor ithm  i n   P V  Ins t alla t i on s, "  Int e rnati o n a l  Jo urn a l   o f  Power   E l ectron i cs  an d Drive   Sys t em  ( I JPE D S ) ,   vol.  8,  n o.   1 ,  p p .   4 3 4 – 4 4 3 ,  2 017.   [19]   H.   El-Ask ary,  P .  Kosm o poulos,  an d  S .   K aza dzi s ,   " T h e   S olar  A tlas  o f   E g y p t , "   Ministr y   Of El ectricity and  Re ne wa ble  En e r gy ,   E gypt,   p p .   1 -277 ,   2 01 8.  [20]   M .   M i r zaei  a n d   M .  Z .   M oh iab a di ,  " C om parative  A n aly s is  o f   Energ y   Y iel d   o f   D i ff erent   Track in g  M o des   of  P V   Syste m s in Semi a ri d Cli m ate  Conditions : T h e Ca se  o f Iran, "  Renewa bl e En ergy,   v o l .  119 ,  p p .  40 0– 4 0 9 ,   2 018 .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   777  –  7 84   78 4 [21]   S .   B azyari ,   R .  Key p o u r,  S .  F a rhan gi ,  A .   G haedi ,   a nd   K .  Bazy a r i ,   " A  S t u d y   o n   t he  E ff ect s  of  S o l ar  T rack in g   S y s t e m s  on   t he  P e r f o rm ance  o f   P ho to volt a ic  P ower  P l a n t s,"   Jo ur nal o f   Power and  En erg y   En gineer ing ,   v o l .  2 ,    no .   4 ,  p p .  7 1 8 –728 ,   2 0 1 4 .   [22]   A.   A b d u l m u l a ,  K.   S opian,   L.  C .  Haw,   a nd  A .   F azl izan,   " P erf o rm an ce  eval uati on   o f   s t and a lo ne  d ou ble  ax is   s o l a r   tracking  syste m   w ith  m aximu m   l i ght  d et e c tio n  M L D  f o r  tel ecom m u n ication  towers  i n  Mal a ys ia,"  Interna tional   Jou r n a l  o f   Po we r Elect ronics  and  Dri ve Sys t em  ( I JPED S ) ,   vol.  1 0 ,   no .  1 ,   p p .   4 44-45 3,   2 01 9.  [23]   N.   K an nan  and  D.  V akees an,  "So l ar  E n e rgy   f o r  Fu tu re  W o r ld:  -  A   revi ew , "   R e newab l e a n d  Su stai nab le Ener gy  Revi ews,   v o l .   6 2 ,   p p .   1 0 9 2 – 1 105,  2 01 6.   [2 4]   M .   S u m athi,   R.  R an jan,   R .  K .   S ing h ,  an d  P .   K umar,  " P erf o rm ance  An aly s i s   o f  Sun   s e ns ors   f o r  Sat e llite  s yst e m s ,"  Int e rn ation a l  Co n f er ence o n  A d v a nced  Elect ro n i c   Syst ems , pp . 10 - 14 ,  2 0 1 3 .   [2 5]   R.  S aleem   a n d   S .  Lee,  "   A ccu rate  a nd   C o s t - Eff ecti v e  Micro  S u n   S e n s o r   B ased  on  CM OS   B lac k  Su n  E f fe c t , "   S e nsors,   v ol.   19,  n o.   3 ,   p p .   1 -17,  2 01 9.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.