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.  917~ 9 2 7   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v10 . i 2.pp 9 17- 92 7           917     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   Renewable power interf ace based rural tel ecom       W .  M argaret Amut h a,   H . C aleb A n d rew ,   A . Debie  S h a jie,  J. Pravee n  I m m a nu el  P a u l r a j   Depart me nt   o f  EMT,  Karunya Ins titute of Technolo gy  and Sciences , Ind ia      Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e ce i v e d  Sep 6,   2018  Re vise d N ov  1 9 ,   201 8   A c c e pte d   F eb 15,  2 0 1 9       To   p o w er  r em ote  ar ea  tel ecom   wh ere  gri d   s up pli e d  el ectri c ity   i s   u nreli a bl e,  an  a lt ernat i ve  e xists   i n   t h e   f o r m   o f   r en ewab le  e n e rg y  so urces.  T h ese  s ources   m a i n l y  r e l y   o n  t h e  w e a t h e r   c o n d i t i o n   o f  a  p a r t i c u l a r   a r e a  f o r  t heir  s ou rce  of   po wer.   T o  overco m e  s u ch  p ro bl em ,  hy bridizat ion  o f   e nerg y  so urce s  are   pref ered.   H y b r id i zati on  o f   s o l ar-w in d  sy s t ems  u s e  a  separat e   c o nv erter  f o r  each  s o u rc e  th us   l eadi n g   t o   a   c om pl ex,  b u l ky  and  les s   e ff ici e n t   s ys tem.   T his  pap e r  p r esen ts  a   s i ngle  renewab l e  po wer  interf a ce  wh ich  al lows   so la r   a n d  wi nd   s o u rces  t o  su ppl y  the  load   s e p aratel y  o r   s im ultaneo u s l y  de p e ndi ng   o n   th e  avai labi lity  o f   t h e  en ergy  s o u r ces.  It   u ses  cu k  an d  s e p i c  c on ve rte r   to po lo g i es   t o  f o rm   c uk -seic  i n terf ece.  T h e se  s ys tems   a lso   u s e  b a ttery  b ackup   to   s to re   e xces s  e n ergy   a n d   t o  m a ke  b est   u s e  of   t h e ir  o p e ratin g  characteri s tics .   P e rf orm a nce  co m p ari s o n   b e t we en  a   c u k -s epi c   r enew abl e   p owe r   i nte rf ace  with  a nd  w itho u t  MP PT  u sing  MAT L AB / S I M ULI N K  is  p r e sented.   A  det a il ed  c om p o nen t w i s e   a n a ly si s  is  a lso  done   t o  calcul a te  b est  effi c i ent  in terf ace.  I t   is   f ou nd   t h a t  the  cuk-s e pi c  in terf ace  with   M PPT  i s  e f fi cient.  A   lab   level   m odel   f o r  cuk - sepi c  in terf ace  is  d evelo p ed   a nd   t ested .  The   exp e rim e nt al  r e s ults   p rov e d  the  eff ect iv e   op e r at io n   o f   a   s i n g l e   r en ewabl e   po wer cu k-s e p i c  in t e rf ace w i th M P P T. K eyw ord s :   Cuk- se pic i n terface   MATLAB/S I MULINK   MPP T    Re new a b l e   po w e r   interface    S o lar - w i nd h y b ri d sys t em   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:   W.  Marga ret  A m utha   D e pa rtme nt   o f  El e c t ron i cs a n d  Me d ia  T ec hn ol o gy,   Ka ru n y a In st itu t e  of   Te ch n o lo gy  and  Sci e n ces ,  K a r uny a   na gar,  Coi m b a t ore ,   T am i l nad u ,   India .   Em ail:  ma rgaret@ k aru nya .e d u       1.   I N TR OD U C TI O N   Ind i a  is  t he  w o r l d ’ s   s eco n d   l a r gest  t elec om   s ub scri ber   bas e   o f  7 0 0   mi l l ion   a n d   i t   may   co me   t o   800  mill ion   i n   c om in g ye ars. 24 x 7   p ow e r   s u p p l i es  a re re q uire d   to   o p era t e  th e   t e l e co m  equi pme n t .   H o w ev er  d u e   t o  lack  o f  st ab le   g rid  p o wer   in  r ur al  o r  remote  a re as,  t e le com   ope r a t o r s  f a c e  a  b i g  c h a l l e n g e .   S o ,   t e l e c o m   e q uip m en t   are   ru nn ing   o n   d i ese l   g e n erat o r   ( DG)  o r  b a t t erie s  du r in g  de ma nd  pe ri o d   w h i ch  l e a d s  t o   a   t hr eat  o f  gl oba l  w a rm i n g  an d CO 2  em i s si ons.  T h is i n c re ases  t he   f oc us  o n p ow eri n g  t e lec o m   tow e rs  t hro u g h   r ene w abl e   e n e r g y  s o u r c e s  l i k e   s o l a r ,  w i n d ,  t i d a l  e t c .   Y o u s e f  M o h m o u d  e t   a l.  [ 1] ,  and   P r adhan  e t   a l.  [ 2],   ha ve  d i s cu ssed   the  p hot ov o lta i c   m ode ll in g  a n d  sim u l a tio n  o f   s ola r   a rra ys.  N a th  [ 3 ]  a n d   B h a r a n i  K u m a r  [ 4 ]  h a v e   r e p o r t e d  t h e   mode l lin g  a n d  simu lat i on  o f   w in d  tur b ine .   A c c ordi n g   t o  b o t h   t he   a u t hors ,   t he   c om p o ne nts  i n   s ola r   a n d   w i nd  syste m s  are mod u la r w h ic h  m a kes  t h e   des i gn a n d i n sta lla t i o n  ve r y feas i b le a nd pra c tica l .  Ho we v e r  t h e  di ffi c u l t i e s  li k e   i nt e r mi tt e n c y   a n d   i n s t a bili ty   e t c .,  a sso c i at ed   w i t h   t h e  ren e wab l e   en e r g y   source s,   c om bi ne d  u t iliza tio n  of  r e n e w a b l e   s o u rc es  w i t h  prop er  bat t ery  b a c kup  ar e  pr efe rre d.   Ersan  K a balc i  [5],   X i o ng  L i u   e t   a l.  [ 6],   S a l a me h  et  a l.  [ 7],   an d  Bil l i n g t on  [8]  su g g es ted  a   via b le  i nd epe nde n t   pow er   i nd ustr y  t h at  s e r ves   the  pu b lic  i nte r es t  b y   p r o v i din g   c os t  e ffe c t i v e  pow e r   s up p l y  thr o u gh  t h e  env i ro nm en t  respo n s i ble   a n d   e f ficie n t  deve l opm en t  of  t he   a vai l a b l e  sola r/ w i nd/ ba tter y   e nerg y  so urce s.   W h e n   a  so urc e   i s  una vai l a b le   o r  i n suf f ic ie nt   i n  m e e tin g  t h e  loa d   d em a n ds,  th e  ot h e r  en e r g y   sou r ce   c an  c o m pe n s at e  for  t h e  d i ffere nce.   W he n  a   so ur ce  pr o duc e s   e xc ess  ener g y   t ha n  l oa d  d e ma nd,  it  can  b e   store d   i n  ba tte ry.   Whe n   n e i ther  t he   w in d  n o r  t h e   solar  system s  a r e  produc in g,  pow e r  can  b e  su pp l i e d   b y   t h e   ba t t erie s.   S o,  t o   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   :    9 1 7– 927   91 8 a c hie v e,   r elia ble,   e n v i r onm enta l l y   f r i e n d l y  a n d  un in ter r up t e d  p ow er   s up p l y,   t w o   o r   mor e   numbe r   o f   r e newa ble e n er gy  system s a r e in t e grate d .     P r ovi din g   a   g o o d   ma t c h   be tw ee n  t h e s e  tw o  ene r g y   s our ce s  ar e   als o   a   comp l i c at ed   t ask .   H e n ce   D C - D C   c o n v e r ter s   a r e   u sed  w h e n e v er   c han g e  of  d c   pow e r   f r o m  one  v ol ta g e   l eve l   t o  a n o t her   v o l t a g e   le vel  is   r e qu ir ed.   A s   r e por te d  by  N e n g   Z ha n g   e t   a l . ,   A kar   e t   a l. ,   Shaha r   B an u  et  a l. ,   N a r e ndr a   N a th  e t  a l . ,   [ 9- 12]   t h e   in ter f ace   s ys te m s   f or   r e n ewa b l e   e ner g y  s our ce s  w e r e   c ons t r uc te d   u s i ng  the  t opo lo gy  w h ic h  co n s ists  o f  m u lti pl e  ene r g y   i n p u t s  c o n n e cted  t o  a  re spect i v e  DC - D C   co n v e r te r   w i t h   its  o w n   c o n tr ol l e r   an d  st or a g e   e l e m e n t.  E ach  D C-DC  c o n v erter   is  c o nnec t e d   t o  a   com m on   d c  lin k.   T he   c omm on  dc  l i n k   i s   w h e r e   t he   e ner g y   from  e ach  i n p u t  is  c o m b i ne d   and  the n   d is trib ute d   t o  t h e   l o ad s  t h r ou gh   a n o t h e r  D C -D C  co nv er t e r  fo r  each  loa d .   I n   a   s yste m  of  t h i s  na tur e   [ 1 3 - 15] ,   e ach  D C - D C   c o nve r t er   com m un ic a t es  w i t h  e a c h   o ther   i n  or de r   to   c o n t r o l   t h e  pow er   t r a nsfe r r e d   f r o m   e ach   i n put   t o  i t s  r e s p ect ive   out put .    W it h  thi s   t y p e   o f   t o pol ogy   i f  on e   we r e   to   a d d   m u l tip le   i np ut  m o d u l es ,   the o v era ll  s y st e m   w ou l d   b e c om e  too   larg e   for   i t s par tic ul a r   a pp lic at ion   where   size  an d   w eig h t  a re  a n issue.    A c cor d i n g  t o   [ 16-   2 0]   J a f a r   M ar ja ni  e t   al. ,   S ur e s h  et  a l. ,   Mar i a   B e l l a  F e r r a r a  e t . a l . ,   S a j i b  e t   a l . ,  a n d   Ja y a laks hmi  e t   a l . ,  a  si n g le  m ul t i - p o r t  DC - D C   c o n v e r ter   t o po l o g y  ca n  be   a n  a lte r n a t i v e  t o   r ene w ab le  e ner g y   sour c e   i n t e r fa c i n g .   I t   i s  mor e   a dva n t age o us  t o  use   i n tegr a t e d   c o nver t er s  w i t h   m ul t i p l e  p o r ts  i ns tea d   o f  s e ve r a l   in d i v i dua l   c o n v e r ter s   a s  it  r e s u l t s  in  l e s s  co m pone n t   c o u n t ,   lo wer  c o st.   I t   c an  d e l i v er  p o w er   t o  the  l o a d   e ithe r   sim u lta ne ousl y   o r   i n di v i d u a l l y   b ase d   o n   th e   ba tt e r y   u t i l iz a t i o n .   S o   t his  pa per   pr o pose s   a   s in gle   c u k - sepi c   in te gr a t e d   c on ver t e r   b a s e d   hybr i d   s o l ar - w ind   r e ne w a b l e  e n e r g y   s our ce s   p o w e r i n g   r ur a l   t e l e c o m .   A s  r e por te d   i n   t h e   l i t erat u r e  [21 ] ,  t h e  u s e   o f   a   m axi m u m   p o w er  p oin t   t rack i n g   t ec hn ique   ( MP PT)  alg o ri thm  is   a ls o  necessar y   t o  extract  a s  m u ch  p ower  a s  possible  f r om   t he  s olar   a n d   w ind  w h e n   i ts  i r r adia ti o n   a n d   s pe e d   c h an ges.   E x i stin g  l i t er a r ur e   [2 2]   a l s o   de a l t   ab ou t   P I   c on tr o l l e r ,   M P P T  a l gor i t hm   f or   m ul tip le  r e n e w able   e n er g y   s our ce s  w i t h   s epa r a t e   D C - D C  c o nve r t er s.   T his   pa per   pr o p o ses   a   MP P T   a lg or it hm   f or   h y b r i d   so la r - wi nd  s y s t e m  w i th  a   s ing l e   cu k-se p i c   int e g r a t ed  DC - DC   c onvert e r .  Most co m m on m e tho d   t o a c h ie ve   M P P T in  so lar   a nd  w i n d   s yste ms  i s  p e r t ur b  &  o b se r v e  ( P &O )   algor i t hm. I n  t h is  p aper ,  the   p e rt urba ti o n   a n d   o bse r v e   ( P &O)   me t h o d   i s   u sed  f o r   bot h  the  s o l a r   and  w i n d   e ner g y  so u r ce s .  Th is  p ape r   i s  or ga nize d  a s   f ol low s .   The  f i r s t  sec t i o n  is  a   s h o r t  o v erv i ew  o f  the   liter a ture.   In  t he   se co nd   s ec t i o n   b l oc k   d i a g r a m ,   s ystem   des c r i pti o n  a n d   si m u lat i on   r e s ult s   o f  si n g l e   c uk-se p i c  in t e rf ace   b a s ed   sol a r- wi n d   hybri d   s y s t e m  po w e ri ng   r u r a l   t el eco m  wi th   M PP T  and   w it h o u t   M P P T  a r e pr ese n t e d.  T hi r d   s e c t i o n  d e a l s  a bou t  th e   si mu l a ti on  res u lt s  an d  ef fi c i en c y   c omp a ri son .   F our t h   s ec t i o n   c on ta in s  t h e  h a r d w a r e   de sc r i pt ion  a n d   r e sult s.   F i na ll y,   t he  f i ndi n g s  of   t he  i nve st i g a ti o n s  ar e   hig h lig hte d   i n   t h e  c onc l u s i o n .       2.   BL OCK D I AGRAM  The   bloc k  d i a g r a m   of  t he   c u k - sepic   in ter f ac e  w itho u t   a nd  w i t h   M PPT   f o r  p o we ri ng   r u r al   t el eco m  i s   show n  in  F ig u r e   1.   I t  cont ai ns  t w o   g e n er a tin g  p o w e r   pl a n ts,   a   s olar   s yste m  and  a  w i nd  s y stem .   A C   pow e r   ob ta ine d   f r o m   w i n d   s o u r c e  i s   r ec t i f i e d   i n t o  dc  p ow e r   u si n g   c ont r o l l e d   r ec t i f i e r   c i r cui t   a nd  c o n n ec te d  t o   t he  in terface   c irc u i t .   Sola r  p o wer   is  d i r ect ly   c o n ne cte d   t o  t h e  int e r f a ce  c i r c ui t.  B ot h   t h e  sol a r  an d  wind   s y s t e ms  a r e  incor p o r at e d   t o g et her  us in g  a  sing le   r ene w able  power   i nter f ac e  c i r c u i t .   T he   l o a d  is  s up p l i e d  ma inl y   f r o m   wi nd   s yst e m  du r i n g   wint e r   time  wh e r ea s  so l a r  sy st e m   i s  su ppl i e d   dur ing   sum m e r   p er i od.   T he  o u t p u t   o f   c uk- se pic   in terfa c e   is use d  for  char gin g   t he  ba tter y  tha t su p p lem e n ts p o w er t o   th e t e l eco m l o a d .        F i gur e  1.   B l o c k   d i a gr am   o f   cuk- se pic  i n t e rf a c e ( wit hou t/ with )M PPT    F i gur e   2.   E qu i v ale n t  c i r c u i t   o f   s ola r ce l l   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       Re ne wa b l e  p o wer i n te rf ace  b a se d rura l te le c o m  ( W .  Marg are t  Am ut ha)   91 9 2. 1.   S y stem  d escr i p tion  2. 1. 1.   S olar  s y s t e m  S o lar   cel l  is  t h e   b a s i c   e lem e n t   o f  a   s o lar   phot o v o l t a i c   s ys te m.   A  s o l a r  c e l l   i s  a  s e m i c o n d u c t o r   d i o d e   w hose   p- n  j u n c ti o n   i s  ope n  to  t he  l i g h t .   Wh e n   s u n l i g ht   s tr i k es  the   so lar   c e ll  ju nc t i o n ,  fre e   e lec t ro ns  a n d   h ole s   a r e  gene r a te d  a nd  c u r r e nt  i s  d e l i ver e d   t o   t he  l oa d  w h en   it  is   s h o r t   c ir cu i t e d .   A   gr ou p i ng  o f   s olar   c e l l s   f or m s   a   so lar  pa ne l.  T o   ob ta in  l arge   o u t p u t  v o lta g e   s ol a r   p a n e l s  a r e  fo r m e d   b y  co nnec t in g  s o l a r   ce l l s  i n   s er ies  and  t o   a c hie v e  l a r g e  ou tpu t   c ur r e nt  c ell s   a r e   c o nne cted   i n  pa r a l l el .   F igur e  2  s h ow s  t h e   e q u i va l e nt   c ir cu i t   o f  a   so l a r   cell. Th e  b asic eq u a tion   th a t   d escr i b es th e  I - V   c h a r acteris tics   o f the  s o l a r c e ll i s  gi v e n   a s,    II I e x p ∗ ∗∗  1  ( 1 )     Where   I s  :  I n ci den t   s u n l i ght  c ur r e nt   I d  :   Sh oc kl ey   d io de eq u a ti o n   q   :E lec t r on  cha r g e   ( 1. 602  x  1 0 - 1 9  C )   k  :   B o lt z m a n  cons t a n t   ( 1 . 3 806   x  1 0 - 23  J/ K )   T  :  Tem p er a t ur e  of   t he  p - n   j unc t i o n   a   :  Di o d e   idea li t y  c onsta n t   To  o bser ve  s o l ar   c ha r a c t er ist i c s   s ome   a ddit i ona l  pa r a m e ter s   s ho uld  be  i nc l u de d  in  ( 1) .   Hence   the  e qua t i o n   i s  rep r esente d  as,    II I exp  ∗ ∗ 1   ∗   ( 2 )     Where   V t    : T h e r m a l vo l t a ge   R s  & R p   :   E qui va le n t   s e r ies  and  pa r a l l e l   r esist a nces   The   i n ci de nt  l i g h t   c ur r e nt  o f   solar   ce ll  de pe n d s  on  sola r   ir r a d ia t i on.   I t   ca n be  e xpr e s se d  a s ,     I  I , K ∗ Δ I ∗G / G  ( 3 )     Where   I s, n   :  I n c id e n t   li ght   c u r r e n t  at   no min a l   c ond it io n s ( 2 5οC  a nd   1 00 0W/ m2)   ΔT - T - T n   :  ( di f f er ence  be t we en  act ua l  and n o m i nal  te m p er ature)   G   and  G n   :  a ctua l  an d n o m in a l  irra d i a tion  respe c tive l y     I I e x p   ∗ ∗     ( 4 )     Where   E g   :   b an d  ga p   ene r gy  o f   t he  s e m ic o n d u c t or   I on    :   N omina l   s a t ur ati on  cur r en t   B a se d  o n   t h e   a bove   m a t he ma t i c a l   e q u a t i ons  S im ulin k  m o d e lli ng  of   s ol a r   m odu le  i s  do n e   a nd  F i g u r e   3   s h o w s  th e  IV  c h a racteris tics  o f  s o lar  sys t em.   Fro m   F ig ure  3 ,   it   i s  cl ea r  th at   t h e   o p e n   c i rcui t  c o lt ag e  i s   8 0 V   a nd  the   shor t   c i rcu it  c u rr ent  is  19A.   So,   t h e   to t a l   so lar   p o wer   c onside r ed  f or   t he   a na lys i s   i s   1 . 5 kW.   F i gur e  4   gi ves  so la r   c u r r e nt  a n d   s olar   v o l t a ge  a n d   s o l ar   pow er   o f  the   sa me .           F i gur e   3.   I V   cha r ac ter i st i c s  o f   t he   s olar   s yste m  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   :    9 1 7– 927   92 0     F i gur e  4.   S olar   c ur r e nt,   volta ge   a nd  pow er       2 . 1 . 2 .   W ind sy s tem  Wi n d   s ys tem   is  o ne   o f   t h e  pr om is i n g,   e n v ir onme n t  f r i e n d l y,   a bu n da n t   a va i l a b le   s o u r c es  o f  a n   a l te r n at i v e  ene r gy.   T he   w ind  sys t em   c a n   c ons i s t  o f   a   w i n d  t u r b i ne  c oup le d  w i t h   a   p e r m a nent  m agne t   syn c hr o nou s  g e ner a t o r   ( P MS G )   a nd  a   r e c t i f ier   cir c ui t  or   a   w in d  tu rb in e   c o upl e d   t o   a  dc  m a c h i n e   t o  g e t   dc  vo l t age.   W ind  tur b ine   c onve r t s  t h e  kine ti c   e n e r g y   o f   w i n d   in  t o   m echa n ic al  e ner gy.   T h e   m agni tude   o f  t h is   c o n v er te d  m e c h an ica l   e ner g y   depe n d s  on  t h e  a i r   de ns ity  a nd  the   w i n d   v e l oc i t y.   T he  w i nd  p o w e r   ( P m )  t h a t   i s   de ve l ope d  b y   t he   t ur bi ne  i s  g i ve n  b y   t he   e qu a t i o n,     P ∗C ∗ λ, β ∗ρ∗A ∗ w  ( 5 )     Where   C p   :   P er for m anc e  c oef f i c i e n t  of  t ur b i ne   ρ   :  A i r   densi t y   ( kg/m 3 )   A  :  Area o f   tu rb in e b l ad es (m3 )  W   :  Wi n d  vel oc i t y  (m / sec)  λ  :  Tip  speed  r at i o  of  t h e r o tor   blade   t i p  spee d  to  w in d spee d   β   :   B l a d e pit c h   a n g l e (d eg )  The   coe ffic i en t  C p   i s  the  fr ac t i o n   o f  k i ne tic  e nerg y  wh ich  is  c onv erte d   by   w i n d   t u r b i n e  i n to  me ch a n ic al   e n e rg y .   I t   i s   r el at ed   t o  t h e  ti p   spe e d   ra tio   ( λ).  Wi n d   t ur bi ne  o ut put   t or q u e  ( T m )   c an  b e  ca lc ula t e d   us in g  e qua t i on,     T ∗C ∗A ∗ρ∗  ( 6 )     Usi n g   t h e   a bov e   eq u a ti on s  a  S i mu li nk   m odel   i s   i mp l e ment e d   a nd   F i gur e s   5   a nd   6   s h o w s  gener a tor   spee d  vs  m e c h a ni c a l   o u t p u t   p ow e r   ( pu)   c har acter i s t i cs  o f   t h e   w i n d   sy st em  a n d   w i n d  vo lt ag e ,   c u r re nt ,  po wer   ob ta ine d   f rom   sim u l a ti on.           Fi g u r e 5 .  Gen e r at o r  sp e ed  Vs M ech a n i c a l  o ut p u t   pow er       F i gur e  6.   W ind   volta ge, c ur r e n t   a nd  pow er     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       Rene wa b l e po wer inte rf ace   b a se d rura l  te l e com  (W. Marg are t   Am ut ha)   92 1 2.1. 3. P  &O algor ith m   Mo de l i n g   o f  per t ur b  an d  o b serve   (P   &   O )  ma xi m u m   pow e r   p oi n t   a l g or it hm   i s  d i scusse d  here .  Re new a b l e   e n e r gy  so ur ces  a re   a   f or m  of  u ns tab l e  ene r g y .   S o,  it  is  n ec e ssar y   t o  tra c k  the   m a x i mum   pow er  po int  ( M P P )  con tin u o u s ly  i n  orde r  t o   m a x im ize   t h e   p o w e r  ou tp u t   from   the  renewable  e n e r gy   s ou rce s .  Th ere  are   seve ral  M P P   tra c kin g   m eth o d s  in  t he  l i t e r at ure ,   s uc h   as  P er t u r b   a n d   O b s e r va t i on   ( P   &O )  a l gor i t hm ,  Incr em ental  C o n d u cta n ce   (IN C )   a lg ori t hm ,  neural  n e t wo rk  c on tro l ,  f u zzy   l og i c   c on t r o l   a nd   d ig it a l   s ig n a l  proce ssor   ba se d  im p l e m e n ta t i on.   T h i s  w o rk  u se s  P e rturb  and  O b se r v e  (P   a nd  O )   a l g or it hm   a re  due  t o  i t s  lea s t   cos t  im p l e me n t a tio n.    I n   P   &   O   a l g o r it hm ,  a  sm all   pert urba ti on  is   i n t rod u ce d  in  e ver y   i t e ra tio n   to  a lter   the  d u t y  c y cle  in   order   t o   f orce   t he   ope rat i n g   p oin t   t o  move   n ear   t he   m a x i m um   p o w er.   This  a l g ori t hm   c o m pa res  the  p o w e r   o f   the   pre v iou s   s t e p  w i t h   t he  p o w e r   o f  t h e  ne w   st e p   t o  deter m ine  t he   n e x t   per t ur bat i on.   I f   the   p o w e r   i n c r e a se s  due   t o  t h e  a d d e d  pe rt urbat i o n   t h en   t he  p er tu rba t i o n  w ill  re ma i n   i n  t h e  sa me  d i r ec tio n .   I f   po we r  d e c r ease s   d u e   to  t h e   a d d e d   p erturba tio n  t h e n   t he   p er t u r b a t i o n  r e ver s es  t h e   d i rect io n .   W h e n   th e   st ead y-s t at e  i s   r e a c h ed ,  t h e  alg o ri t h m  osc i l l ate s   a r oun d  t h e  pe ak  p oi n t .   In  o r d e r   t o  ma inta i n  sm al l   va r i at i o n ,   t he  p er tur b a tio n  size   i s  ke pt   very  s m a l l .  T h e   w o rk i ng  of  P &O   a lgor it hm   i s  i l l u s t rate d  in  t he  F i g u re  6 ( a ).   C ompa r i so n  o f   s ola r   o u t put   pow er   w i t h  a n d  w ith o u t  MP P T ,  w i nd  o u tp ut   pow er  w i t h  a n d  w i th o u t   M P P T  i s   s how n  i n   F igure  6(b)   a n d   6 ( c )  respe c t i ve l y .  F r om   t he  f ig u r es,   it  is  e x p lic it  tha t   t he  c uk-se p ic  c on v e r t e r   w i t h  M P P T   p roduce s   m or e   rene w a ble  p o w e r.        (a)     (b)         (c )     F i g u r e   6 (a).   F low chart for P   &O alg or i t hm     F i gure  6. Com paris on o f   s o l a r  a nd w i nd p o w e r ,   (b)  wi th  a nd ( c ) without MP P T      2.2.   De sign  of  cuk - se pic  i n ter f ace t o polo gy   The   i n terface   i s  opera t e d  i n   c on tin u o u s   c o n d u c tio n  mode   o f  o p e r at io n,  t he   a vera ge  v o lta ge   o f  t h e  con v er t e r  can  b e c a lcu l a t e d   a s,          (7 )     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  :   917 –9 2 7   92 2 the i n duc t o r  and c a pa ci tor   val u es  can  b e  calc u la t e d as  f ol lo ws    ∆  ∗   (8 )     ∆  ∗   (9 )     ∆  ∗   (1 0 )     ∆  ∗   ( 1 1 )     ∆  ∗   ( 1 2 )     ∆  ∆     (1 3 )     Whe r e,   D  :   Du ty  cy c l e     V o   :  O ut pu t v o l t a g e  V i   :  Inp ut v o lta ge   f  : S w i t c h in g  fre q ue nc y of t he  s w i tc h  = 2 0kH z   Th e  t o pol ogy   o f  cuk - se pi c   int e rf ac e  to pol og y   with out   a n d   wi th   M P P T  is  s how n  i n   F i gur e  7a   a n d   7 b   respe c t i ve l y .  I t   i s  al so  t he  c om bi na tio n  of  c uk   a nd  se p i c  con v e rte r s.  I n  or d e r  to  r ed uc e  c o m p o n e n t   an d  incre a se  e f f ici e ncy,   c omp o n e nts  of  c uk  a n d  se p i c   co n v erter s   a re   a rrang ed  i n  suc h   a   w a y   t ha t   t h e  c o m m on   elem en ts a re  s hare d be tw e e n the m se lve s .           (a)        (b)  F i gure   7.  C u k - s e p i c  in t erface  w it ho u t   ( a) MPP T,  ( c) w ith M P P T      I n   F igure  7( a)  a nd  7( b),  c u k   c o n v erter   i s   u s e d  t o   p roce s s   p ow e r   f r o m  sol a r  pa nel,  s ep ic   c on verter   i s  use d   t o  proce s s  t h e   p o w e r   from   w ind  s y ste m ,  both  the   o u t p u t s  ar e  con n e cted  t o  a   com m on  dc   l i nk  w h ic h  i s   use d   t o pow er the l oa d,   t he refor e  it is sui ta bl e for s y ste m s w i th l ow  vo l t a ge rat in g li ke te l e c om . It  a ll o w s bot h  si m u lta ne ous  a nd  i n d i v i dua l  ope ra ti o n   o f  s o lar   a n d  w i nd  source s .   B o t h  t h e   c i r c u i t s  a r e  s i m u l a t e d  w i t h   t h e   parameters,   L 1   o f  158  μ H ,  L 2  of  8 4. 1 6   μ H ,   L 3  o f   108 .6   μ H,  C 1  o f   2 9 0 6  μ F ,  C 2   o f  1 1 32  μF   a nd  C 3   o f   12 00   μ F   resist ive   l o ad  o f  1.9 2 Ω  a n d  t h e  sw itc h i ng  fre que ncy  o f   2 0  kH z  f o r  i t s  i n v e s t i g a t i o n .  I t   i s  d e s i r e d  t o   o b t a i n  - 48V   a n d   2 3  A   fr om  a n  in pu ts  o f  8 0 V   and   50V .  Bat t er y   pow e r   c a n   b e  use d   a s  ba ck u p   p ow er  w hic h   c an   c o mp e n sa t e   l oad   d e ma n d   w he n   n e e d ed .  The   in put   a n d   out put   v olt a g e  re l a tio n sh ip   o f  t h e  cu k - se p i c   i n t e rf ace  to pol o gy i s  de r ive d   by  app l y i ng  v o l t-se c o n d   ba l a nce  o n  i n d u ct or s L 1 ,  L 2  a nd  L 3 .   Induc tor   L 1  gives ,       d *V 1-d * V -V  0  ( 1 4 )     On   i nd u c to r   L 3 ,    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       Rene wa b l e po wer inte rf ace   b a se d rura l  te l e com  (W. Marg are t   Am ut ha)   92 3 d ∗V 1 d ∗ V V V 0  ( 1 5 )     On   i nd u c to r   L 2 ,    d ∗ V   V  1d ∗ V    d   d ∗ V  0  ( 1 6 )     B y  r earrangi n g   the  equa t i ons (14),   ( 15) a nd (16),   the  o u tp ut  v o l t age   ex pr es sion  i s   o b t a i ne d     V   V    ∗ V     ∗ V  ( 1 7 )     Whe r e,   V 1 = V s =Solar  vo l t a ge   V 2 = V w =Wi n d   v o lt ag e  V c1 , V c2   a nd V c3 =  V o lta ge  a cross Ca pa c itor s   C 1,  C 2  a nd  C 3   d 1 = d pv = d ut y cyc l e   o f  sw i t c h S 1   d 2 = d w =d ut y c y cle o f  sw itc h S 2      3.   OPE R A T ING   MODES   D e pen d i n g  on   t he   c on duc ti ng   s t a tes  o f   pow e r   s w itc hes  S 1   a nd   S 2,  t h e r e  a r e  f o u r   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   mode s. They a r e (i) Mode-1 (S 1  O N,   S 2  O N )   ,  ( i i) Mo d e-2 (S 1- ON ,  S 2 OF F)  ( iii )   M o de- 3   (  S 1- OFF , S2 O N )   and ( i v) M o d e- 4 (B ot h S 1 ,   S 2 -OF F ).  The  vol tage a n d  curre nt  w a v e fo rms  o f  cu k - se pi c  int e rfa c e   t op ol ogy  wit h  MP P T  is give n   in  F igure  8.          F i gure   8.  V olt a ge  a nd c u rre nt  w avef orm s  (w ith  M P P T)      The r e  are   four   d iffere nt  m od es  o f  o p era t i o n   of  c u k -sep ic   i nter f ac e   w i th   M P P T  depe ndi ng   u p on  t h e   con d u ct i on  s t a t es  o f  t h e  swi t c he s  S 1   a nd  S 2 . T he  w o r king  pr inc i p l e   of  d iffe rent  m o d es  o f  t h e  sa me   a r e   g i v e n   bel o w .   (i )  M o de - 1 :   F i gure   9(a)   s h o w s  the   c u r r ent   d i rec t i o n  o f   i nduc to r s   ( I L )  when  b ot h   swi t che s   S 1 and   S 2   are   c ond uc t i n g .   T he   d i o des  D 1 ,  D 2  ar e   r ever se   b ias e d.  The p ow e r  del iv e r ed  fr o m   s o lar   c h a r ge s t h e  in duc t o r L 1   and  t h e  w i nd  pow er  c har g es   i n d u ct or  L 3 .   E n e r g y  s t o r e d   i n  i n d u c t o r s  L 2 ,  and  C 3   i s  transf er red  to  C 2 ,  b a tt e r y  and  loa d .   ( i i)  M od e-2:   I n  t h i s   m o d e   s w itc h  S 1  c o n d u c t s ,  s w i t c h   S 2   i s  in   O F F   positi on.   T he  i n d u c t or  c urre nt   direc t i o ns  a re show n  i n  F ig ure 9(b).   The   di o d e  D 1   i s  i n   r ev erse  b iased  and  D 2   i s  in forw a rd  b iase d. The pow e r   d e liv e r ed   f ro m  sol a r  ch a r g e s  in du ct o r   L 1 ,   en er gy   s tore d  i n   i nd uc t o r s   L 2  i s   t r a n s f e r r e d   t o  t h e  c a p a c i t o r   C 1  a l s o   cha r ges C 2 .   En er gy st ored  i n  L 3  is transf er red  t o   C 2  and  C 3  w hic h   c har g es the  b a t tery  a n d   load.   (i ii )   Mo de -3 :   I n   t h i s   m o d e  s w i c h  S 1   i s  in   O FF  pos iti o n   a nd   S 2  is  i n  O F F   posi t i on.   T h e   d io des   D 1  i s   forw a r d bia s e d  a nd D 2  i s reve rse bi a s e d  a s s how n i n  F i g ure 9(c) . Ene r gy store d  i n i n du cto r  L 1   i s t r an sf erre d   t o   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   :    9 1 7– 927   92 4 ca p a cit o r  C 1 .   The   w i nd  s o ur ce   c har g e s   t he  i n duc t o r   L 3 .  The  ene r g y   s tor e d  in  L 2  i s   t r a n s f e r r e d   t o  t h e  c a p a c i t o r   C 2   w hi c h   f e e ds   t he   b at ter y   a n d   t he   l oa d.    ( i v)   M od e - 4:   F i gur e   9( d)   s h o w s   t he  e qui va le n t   c i r cu i t   f or   t h i s  mo de .   I n   t his   m ode  b oth  the   sw i t ch e s   S 1   a nd  S 2   a r e   not  c o n duc t i ng.   S o  the  d i ode s  D 1   a nd  D 2   a r e   f or w a r d   b ias e d.   E ner gy  s t or ed  i n  i n d u c t or   L 1  i s   tra n sferr e d  to  c a p ac it or  C 1 .   Ener g y   i n  st or ed  i n  i n d u c t or   L 2   a nd  L 3   a re  t ran s f e rred   to   C 2   a nd  C 3  w h i c h  f e e d s   the  l o a d   a nd  c h a r ges  t h e   ba t t er y.         F i gur e  9( a) .   M ode - 1   S 1 , S 2 -  ON        F i gur e   9( b) .   M ode - 2   S 1 -O N,  S 2 -O FF     F i gur e   9( c ) .   M ode- 3   S 1 -O FF  S 2 -  ON    F i gur e   9( d) .   Mode- 4   S 1 , S 2 - O FF      4.   D I SC U S SI O N   O N   SI M U L A T I O N  R E S U L T S   I n   o r d er   t o   pr ed ict   t h e   per f or m a nc e  of   t he  c u k - s ep ic  i n t er f a c e   to pol ogy  a  d e t a il ed  MA TLA B / S I MU LI N K   base d  sim u la t i o n   i s   ca r r i ed  o u t   o n   bo t h   w i t h  a n d  wi t h out   M PPT.  Th e  out put   v olt a ge  is  r egu l ated  at -4 8 V  and  cu r r e n t   a t  23 A  in   both   th e cases. Fig u r e   10 s h ow s  the   v o l t a g e  a n d   c u r r e nt   t hr ou gh  t h e  loa d in  b ot h  the   ca ses.   I t   i s   o b s er ved  tha t   t he   v o l tage  acr o s s   b oth   th e   t opo l o gi es   a re  m ea su red   a s   - 47 . 8 V  and  t h e   c u rr e n t   th ro ugh  b oth   t h e to pol ogi e s   a re  m e a s u r e d   as -2 3 A.           F i g u r e   10.   V olt a ge   a c r oss  a nd  cur r ent  t h r o ug h  the   l o a d       S o l a r ,   w ind p o w e r  w i t h  MP P T   a n d  w i t ho ut  M P P T ar e sho w n i n   F i g ur e  1 1 ( a )   and  1 1 ( b ) .  F igur e   11( a )   e x h i bi ts  t hat   t h e  t o p o lo g y   w i t h  MP P T   i s  ha vin g   i ncr e ased  s olar   pow e r .   F r om  F igur e  1 1 ( b ) ,   i t  is  c l e ar   t hat   t h e   t o p o lo g y  w it h   M P PT   h a s  i n c r e as e d   w i n d   p o w e r .   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       Re ne wa b l e  p o wer i n te rf ace  b a se d rura l te le c o m  ( W .  Marg are t  Am ut ha)   92 5     F i g u r e   1 1 ( a). So l a r  p o w er  w i t h   an d   w ithou t  MPP T     F i gur e  1 1 ( b ) .  Wi n d  po w e r   w ith  a n d   w i t ho u t   M P P T      U nde r   t h e  c o n d it io ns  o f  sam e   s o u r ce  in pu t s ,   loa d   pow er   a nd  t h e  de si gn ed  v a l ues  o f   e ner g y  st or a g e   el ement s ,  th e   c o mp on en t w i s e  lo sse s  are   ca lc u l at ed   f o r   c uk -se p i c   t op o l og y  w i t h   a nd   w i t ho u t   M P P T.   T a b le   1   sh o w s  t h e  co mp a r i s o n   o f   ef fi c i en cy   o f  b o th   t h e   c as es.  Ef fi cie n c ie s of  t he c uk- se pic   i n t e r f a ce w i t h out  an d  w it h   MP P T   a r e   f ou nd  to  b e  89%  a nd  93% .   Th us   i t  c a n  be  c onc lu de d  tha t   c uk- sep i c  in terfac e   with  M P P T  is  m or e   ef fi c i e n t .       5.   HARDWARE IMPL E MENTAT ION AND DI S C US S I O N   Hard wa r e   i mp l e me n t a tio n  of  t h e   c uk -sepi c   i nt erf a c e   t opo log y   w i t h  M P P T   i s  d o n e   w i t h   t he  t w o   sour c e s eac h  o f  1 2V .   I t   c ons ists of   pow e r   s u p p l y  c i r c u i t ,   g a t e  p u l se ge n er a t i o n   circ uit an d   cuk- sep ic i n t e r fac e   to p o l o g y .   T h e y   a r e   e x p la i n e d   i n  br ie f  be l o w .   T he  d e s ig n  of   c u k - sep i c   in te rfa ce  is  g i v e n   b e l ow:  12  V o lt  D C   pow e r   s u p p l y,   2   A m p s  ( S ource   1 ) ,   1 2   V o lt   D C  pow e r   s u p p ly,   5  A m p s  (S our ce   2 ) ,   O pt oc o u p l e r   c i r c u i t   w i t h   15  V o l t   pow e r   s upp l y ,   P I C18F 2 5 50  w i t h   5   V ol t  pow e r   s upp ly,   I ndu ctor   L 1 – 2 m H ,  I nduc tor   L2 – 3 mH ,  I nduc t o r   L3  -   2 m H ,   Capac itor   C1– 2 2 0 0   µ F ,   100  V o lt,   C a p a c i t o r   C2 – 1 2 0 0   µ F ,   100  V o l t ,   M O SF ET–I R F 8 4 0 .   F i g u r e   12a   a n d   1 2b  S h ow s  t h e  d e s i gn  of  c uk- se pic  i n te r f a c e   a nd  ga t e   p ul se  g e n er at i o n  cir c ui t  i n   w h ic h  t h e   M o sf et  s w i t c h  is  t r i gge r e d  by  t h e   p u lse s   g e n er at ed  b y  t h e  P I C  c o n t r o l l e r .   T h e   p u l s e s  a r e   m a d e   t o   tr i gger   t h e  sw i t c h   t hr o u g h   t he   o p t oco u p ler   cir c ui t .   T he   h a r d w ar e  r e sul t s  o f   t he  c uk- se pic i n ter f a c e   r e cor d e d   i n   D S O   ar e  give n   her e .   F i g u r e   1 3  s h o w s  t h e   o u t p u t   vol ta ge   o f   1 2 V   f o r   a n   i n p u t   of   s ou r c e  vo lt ag e  12 V,   2 A  a nd  12V ,   5A .         F i gur e  1 2 ( a ) .  D esign  of  c u k - s ep ic  i n t e r fa ce     F i gur e  1 2 ( b ) .  G a t e   pu lse  ge n e r a tion  cir c ui t        F i gur e   1 3 ( a ) .   L oad  v o l ta ge   a n d   c ur r e nt     F i gur e  1 3 ( b ) .  V ol tage  a c r oss   the  sw i t c h e s     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  :   917 –9 2 7   92 6 Tab l e  1   Eff i c i e n cy c ompa r i so n   of  r ene w ab le   e nergy  i n t e rfa ce  Co m p o n e n t   Pa r a m e t e r Cu k - s e p i c w i t h  M PP T Cu k - s e pi c  w i t h o u t   M P P T     A ve r a g e  C ur re nt  22. 45   28. 23     C urr e nt R ipple   1 3 . 36%   42.51%   Induc tor  L 1  ∆ I L  3   1 2     E ne rg y   st or a g e  0. 04   0 . 0 6     Cop p e r  L osse s 6. 05 9. 56   A ve r a g e  C ur re nt  22. 19   12. 13     C urr e nt R ipple   4 5 . 07%   82.44%   Induc tor  L 2  ∆ I L  1 0   1 0     E ne rg y   st or a g e  0. 02   0 . 0 1     Cop p e r  L osse s 5. 91 1. 77   A ve r a g e  C ur re nt  22. 66   1 . 9 5     C urr e nt R ipple   2 2 . 07%   41.03%   Induc tor  L 3  ∆ I L  5   0 . 8     E ne rg y   st or a g e  0. 05   0 . 0 0     Cop p e r  L osse s 0. 16 0. 05   V ol ta g e ( V c 1 )  52   46. 7     A ve r a g e   V olt a g e   51. 9   46. 6     V olta g e  R ippl e  0. 39%   0 . 3 2%   C a p acit o r C 1  ∆ V C 1   0 .2   0 .1 5    Cop p e r  L osse s 22. 32 26. 06   E ne rg y   st or a g e  3. 91   3 . 1 5     V ol ta g e ( V c 2 )  48. 2   46. 8     A ve r a g e   V olt a g e   4 8   46. 45     V olta g e  R ippl e  0 . 083%   0 . 1 1%   C a p acit o r C 2  ∆ V C 2   0 .4   0 .0 5    Cop p e r  L osse s 17. 65 K 225. 89   E ne rg y   st or a g e  1. 32   1 . 2 4     V ol ta g e ( V c 3 )  7  4. 5    A ve r a g e   V olt a g e   6 . 7 5   4    V olta g e  R ippl e  7. 41%   25.00%   C a p acit o r C 3  ∆ V C3  0 . 5   1     Cop p e r  L osse s 0. 55 0. 19   E ne rg y   st or a g e  0. 01   0 . 0 0     P ea k   c u rre nt  32. 04   4 . 6     S w i t c h  volta g e   5 3   48   Sw it c h   S 1   C o nd u c t i on   l osse s 1. 3 10. 2   s w itc h i n g losse s 2. 8 10. 8   P ea k   c u rre nt  32. 38   26. 95     S w i t c h  volta g e   5 8   52   Sw it c h   S 2   C o nd u c t i on   l osse s 1. 9 7. 3   s w itc h i n g losse s 1. 3 4. 3   P ea k   c u rre nt  31. 94   7 . 7     D iode   volta g e   4 8   46   D i ode   D 1   C o nd u c t i on   l osse s 10. 2 10. 6   s w itc h i n g losse s 2. 8 3. 1   P ea k   c u rre nt  32. 19   13. 7     D iode   volta g e   5 1   48   D i ode   D 2   C o nd u c t i on   l osse s 1. 4 1. 9   s w itc h i n g losse s 1. 9 2. 2   To t a l  L o s s es 84. 93 154. 48   Ef f i c i en cy 93% 89%     6.   CONCL U S ION    A   hy bri d   w in d  a nd  s o l a r  e n erg y   s y s tem   w i t h   s i n g l e  c u k-sep i c  c o n v e rt er  t op olo gy  i s   u sed .   T hi s  to pol o g y   a l low s  the  tw o  so u r c es to s u ppl y th e   l o ad  se p ara t e l y   o r  si mult a n eo u s ly   d ep endi ng  o n  th e  a v ail a b i li ty   of  t he   e ne rg y  sour ces.   The  o u tp ut  vol ta ge   o b t a i ne d  fr om   t he  h y b ri d  s y ste m   i s  the  sum   of  t he  i np uts  of  t h e   cuk-se pi c   c o n v e rte r s.  T his  sys t em   u se s  le ss  n um ber  of  c o m po ne nt s  an d  im prove d   e f fic i enc y .  Th is  p a p er  a l s o  prese n t s   t h e   c om paris o n   of  e ffic i e nc ies  of  c u k -se p ic   i n t e rface   t o pol ogy  wi th   a nd   w it h out   M P P Tco n t r o l l e r.  The  use   o f   M P P T  contro l l e r   f urther   i m p ro ves  t h e  e ffic i e n cy   t ha n   t he  b asic  o ne  w i t h o u t   MP P T   c on tr oller .   F r om  t h e   a nal y si s  i t  has  b ee n fo u nd t h a t  the eff i c ie nc y  o f   c uk- se pic i n t e rfa ce  to p o lo gy  w ith MPPT   h as  h i g h e r  efficie n c y  a nd l e sse r  losses.   S ol a r  a nd   w i nd pow er are   a l s o plo t t e d .   S wi t c h i ng  l o sse s  an d  co ndu c t i o n  lo sses   of  cuk-se pi c   w i t h   M P P T  is  c o m para t i vel y   r e duce d .   S o ,   cu k-sep i c  c o n verter   w ith  M P P T   i s  fo u nd  to  b e   ver y   attrac tive   i n  ter ms of e ffic i en c y , c ompone n t   s i z e,  and  rip p l e s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.