Intern ati o n a l  Jo u r n a l  of  P o we r El ec tr on i c an d D r i v e   S y stem   (I JPE D S)   V o l.  11 , N o . 2, Jun e   20 20 , pp . 65 1 ~ 65 I SSN 208 8-8 6 9 4 , D O I:  10. 115 91 /i jp e d s.v 1 1 .i2 . p p65 1-6 57          6 51     Jo urn a l  h o me pa ge : h t t p :/ /ijpe d s. i a e s c o re. c o m   Performance enhancement of  solar powered fl oating  photovoltaic system using arduino approach       Nu r Ami r ah Ab d u l   J a mi l 1 , S i ti   Am el y  Ju m aat 2 , Su ri an a S a l i mi n 3 , Mo hd Noo r   A b d u lla h 4 ,   A h ma d Fateh M o hamad  Nor 5   D e parte m en t o f  El ectr i cal  En gin eering ,  F a culty   of  Ele c t rica l  a n d  E l e c t ro nic s   E ngine e r i ng,     Universi ti Tun  Hu sse in   On n Ma l a ysia,  Mal a ysia  2, 3, 4, Green   and   S u s t ainable  En er gy  F o cu s G r oup   (GS E nerg y), F a c u lty o f  El ec trical  and   Electro n i cs  Eng i ne ering ,     Universi ti Tun  Hu sse in   On n Ma l a ysia,  Mal a ysia       A r ticle In fo    A B S T RAC T   A r tic le  h i st o r y:  Rec e i v ed   O c t  2 2 ,  2 019  Rev i sed  D e c  21 , 20 19  A c ce p t ed  Jan  30 , 20 20      Th is  pap e r p r es ents P e rform an ce Enh a nc emen t o f  S o lar P o were d F l oating   P h o t o voltai c  S y s t em us in g  A r d u ino  Ap proa ch .  In  the  p r o j ect ,  an  A r duino   nan o  as  a ma in  co ntro ller  of  t h e sy st e m .   T h e o b j ec t i ve  of this pro j ec t t o   mon i tor  p e rform ance  o f   th e  vo lt age, cu rr ent  and   po wer ou tp u t  r e sp ectiv ely .   F u rthermore ,  th p r o t otype  of  th r e sear ch is testi n i n   two condit ions: on   wa te r surf a ce and  on a la n d   a r e a . Ba se d on the re sul t s,  the  po we r of    th e   p h o t ov ol tai c  on   th e wa ter  su rface  is   in creas ed  comp ar ed on   th e   l a nd  are a Th co n c lus i on  fo r this pro j e c t is it can   g e ne rat e   el ectr i c i ty   u s i n g   floating   ph otov olta ic   a n d   the   sam e  t i me  t o  mo nito outpu t o f  th e s y ste m .   Ke yw ords:   Ardui n o   Fl oat i n g  P hot o vot ai c   Po we r en ha nce m e n t     PV   Th is  is a n  o p en   acces s a r ticle   un d e r the   C C  B Y -SA  licens e   Corres p o n din g  A u t h or:   S iti  A m e l y  Juma at ,   G r een  a n d  Su s t a i n a b l e En ergy   F o c u Gr oup   F a c u lty   of  El ectr i c a l  a n d El ec tr on ic Eng i n e e r ing ,    U n i v e r siti  Tu n H u sse i n  On M a la y s ia  8 640 0 Par it Ra ja , Ba tu  Pah a t,  Jo hor ,   M a lay s ia   Ema i l :  s itia me l y 197 9@g m ai l.co m       1.   IN TR O DUCTION  so la r te chno l o g y  is no t a r e c e n t   d e v e lop m en t,  it  sta t ed   on  th e m i d 180 0’ s to  t h e  ind u st r i a l   re vol ut i o n  w h en  sola r pl a n t s  w e re  de v e l ope d   a  hea t  wa te i s  pro d u ce d a  ste a m   t o  dri v e  machi n e r y   [1 ].  Th orou g h ren e wabl e n erg y   te chn o l o gie s   nee d  t h use  o f  l a rge  l a nd  s p a c e s   i n  o r der t o  p r od uc e e l e c t ri ci t y .   Defi ni t e l y fo ph ot o v o lt ai c  (P V) s y st ems,  gre a t   su rfa ce  a r e a s a r re qui red  beca use   o f   l o w  de nsit y  p o w e r  o f   sola r e n e r g y sol a r ene r gy  is ene r gy  fo rme d  by s u n cr eat e d  ove r a  t h e r mon u c l e a pr ocess a nd t h i s  proce s s   creat es  hea t  an d el ec tr oma g n e t i c   radi at i o ns.  These  el ec tr oma gne t i c   ra di a t ions  ha ve t h e  ene r g y   t h at  re a c hes   th e  e a r t h.  A   f l o a tin g   P V   re f e r s  to  th i n sta l l a ti o n  of  pho to vo l t ai c o n   wa te r  sur f a c e s,   su ch  a s  la k e s, p ond,  re se rv oi rs,  h y d r oel e c t ri dam s  a nd  ot he oft e un der - ope ra te w a t e r s u rfa ce, wi th  P V  pa ne l s  u s ual l y   a t t a c h ed   up o n  a  p ont o o n -ba s e d  floa ti ng st ruct ure .   A fl oa ti n g  P V  has  ma ssi v ma rket   pot e n ti al . It  i s  e s ti mat e d t o   bec o me   t h e t h ird   ma j o r sec t or   f o r P V   de ve lo pme n t  a f t e gr ou n d  a t t a c h e d   and  ro oft o p  P V .   N o w a da ys,  t h use   of  ph oto v o l t a i c  s y st em  has  e xpa n d e d   qui c k l y   t h e  l a st   pe ri od   a n d   t oda y’s  ma rke t  co nt ai ns  se ve ra di ffe rent   sola r e xpl oit a t i ons , w h e r e  fl oa t i ng P V  i s   so me o f  the m   [2 ]. Ea rl i e st u d ie ha ve ex p o s e d h o w   fl oa ti n g  P V   syste m   ri se   t h e ph o t ov ol ta i c   pa n e l   p r o d u ct i v i t y an a t  th e   same t i me d ecrease   t h e w a t e r eva p o r at ion .  A   fl oat i n g ph ot o volt a i c   e n erg y  syst e m   offe r n u me ro us   a d v a n t ag e s  ov e r   sy stems  moun t e on   lan d .  F i r s tly,    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 5 1  –  657   65 2 a flo a ti ng   ph ot ovol t a i c   are  in st al l e d o n   wa te r s u rfa c e ,  t h e  l a nd  c a n   be   pre s erve d  an d  use d   fo r ot her p u r po s e Se co ndl y, a  fl oa t i ng  p h o to vol t a i c  del i ve r ene r g y  ge ne rat i on  e ffi ci enc y   si nc e t h e  am bie n t  t e mpe r a t ur of w a t e i s  co mpa r a t iv e l y lo w .   F i nal l y,  e v a p o r at i o n fr om the  w a te s u rfac e   c oul be   re d u c e d  w h en  a  fl o a t i ng   p h o t ovo lta ic   s y ste m  is  i n sta l le d  in  a  lak e  or  res e r v o i r.     A   sol a r p h o t o volt a i c   n o t  o n l y  p r ot ec ts  pro duct i ve l a nd but  al s o  p r ot e c t s va lua b le   fresh wa te r for  gene rat i o n s  t o  come. The   si mul a t e o u t c o m es  sh owe d  h o w   t h e si tua t i o n s   c onsi d eri ng  fl oat i ng  ph oto v o l t ai sy st em  c r e a t ed a  h i g h e r  r e lia b il ity   th a n  th e  s itu a t io n s  co nside r ing   groun d - m o u n t ed  pho t o v o lta ic  s y ste m   [ 3 ] .   A   modul e c l e a ni ng ha a  ma j o r   e ffe ct  on t h o v eral l pe rform anc e  o f  uti l i t y- sc al e, gro u n d - mo unt e d  P V   p r oje c t s It   re qui res a d e qua te  g o o d  q u a l i t y   w a t e r i n   t h e vic i ni t y  o f  t h e proj ect fl o a t i ng P V   pa ne ls are   i n st al le i n   l o w   dust l o cat i o n s   and ca n  al wa y s  use spri nkl e r s t o   c l e a n the m se lve s , t h e   s y ste m have  t h e p o te nti a l  to  re duc e   e v ap ora tio n up to  7 0   p e r ce n t  [4 ] .  Th u s u a l  am b i en t te mpe r at u r o n   wa t e r  su rf ac is l o we r th an  th a t  on  la nd  due  t o  t h e  w a t e r-c ool in g e ffe c t , w h i c h e n ha n c es t h e p r e s e n ta ti on  o f  fl oat i ng  PV  m o d u le s. T h proj ec t c a b e   c o mmi ssi o n e d   f a s t e r  th an u t ilit y - sc a l e  pro j ec t o f   sim ila r  cap a c it y  si n c e  it  d o e s no t in vo l v e  mov e men t   o f   a n hea v y  eq ui p m e n t   at  sit e .   A   fl o a t i ng p hot ov o l t a i c  pa ne l t ech n o l o gy  ha bee n  ac hie v ed  tract i o n   a s  a s a t i sfac t o ry  a n d  co st -ef f e c t iv e  a l t e r n a tiv e  to  t h la nd -b ased   PV   syst em s.  A  re vo lu ti on  to  r e n e w a b l e   e n e r gy th e  flo a ti n g   sola r s y st e m  m a rke t  a t t i t ude s a s   one  o f   t h e t op  p o te nti a l  eq ui pme n t   i n  t h go gree n sce n e .  As m o r e  an mo re   st ate s  g r adu a lly   b e  aw a r e of  t h e  ef fe c tiv e c o n s ump t io n of   w a te r bo d i e s   ov e r  th e  lan d  s p ac e,  th f l o a ti ng  so lar  pane l  ma rket  is p r e d i c t a bl e   t o  ga in  a  furt h e r e d ge   a c r o s s   n u me rous   ge og ra phi es.  In  pape [ 1 ] di scusses     t h e floa t i n g   p h o to vol t a i c  syst ems  st a n d  as  d e vel o pme n of t ech nol o g y   t h at  sui t a bl e  for  l a rge   e n e r gy   pow e r   p l a n ts   e s p e cia l l y   f o r   n on- u s age   w a te r pon d or la k e   The   p r oj ect s a r e col l a b o ra ti ng  wi t h  a C o mpr e ssed  Ai r E n e r gy  St ora g (C AES) s y st em  i n t o  fl oat i ng   ph oto v o l t a i c   syst em  usi n g t h e pi pe s, t h at  u s as m o dul a r   raft   st ruc t u r e t o  a dde b u o y a n c y . I n   pa pe r [ 2 ] a r e   di sc usse o n  t h i r t e en fl o a t i ng  ph oto v o l t a i c  p o we pl ant s   i n   Ko rea   t h a t   ha v e  bee n   i n st al le f r o m  20 0 9  to  20 1 4 The  fl oat i n g p hot ov olt a i c   sys t em  ha i n crea se i n t e re st i n  Ko rea c o u n t r as o n of t h e  be st re ne wa ble  e n erg y   al t e rna t i v es.  N e xt , in  pa pe r [ 3 ], a   ph ot ovol t a i c  ge ne rat i ng  pl ant  wil l  req u i re a   gre a t   l a n d   area  c o m p ar ed  to   ot he r ge nerat i ng met h o d s.  A smal l  panel s   of  p h ot o v o l t a i c  syst em  devel o p m ent   w i l l   o n l y  inv o l v fl oat a t i on in   a smal l de pth  of  wat e r, i t   ma y be i n sta l le i n  a p o n d , l a kes  or  whe r eve r  n e eded . T h e inc r ea sin g  i n  ge ne ra t i ng   ca paci t y   c o ul d   be  c onsi d era b l e A   pla t fo rm  fo fl oat i ng  must  be  ma de of   a h o l l o w   sec t i ons ’ ma te ri al  for   an   effec t i v b u o y a nc y t o  se l f -w e i ght  ra t i o .  T h e pl at fo rm  mat e ria l  w i l l  be d e si gne d t o  a n y  de sire d fo rm  a nd c a n   be  at t ache d  t o g e t h er  by c h emi c al  bo ndi ng In   pape [4 ] sh o w s a  st u d y  ab o u t   cana l   t o p s o l a syst e m   wi th  pla n e   re fl ect o r s fo t h e at t e nt i on  of t h e e n e r gy  from su nl i g ht ha bee n  do ne . T h ke para met e rs t h a t  affect     t h e fl oat i n g   ph oto vol t a i c  pe rformance   i s  a m ou n t  o f  s o la radi at i on, te mpe r a t ure  an s h a d i n g are a   w h i c h is   a d ju st e d .  A d d itio n a l c o o lin g   s y ste m  is no t co mp u l so ry   for  th is   f l o a tin g   PV  sy stem du e   to  th e   o ccu rren c e of  w a te i n si d e   c a n a l wh i c w ill   c o nd en ses  t o  pr ov id e a   c o o l ing  ef f e c t   to t h e  sy st em .   The  wa te e v a p o r a t i o l o ss  may red u ce   a n d a n   a ddi t i ona l   of  s o l a r ra di at i on wi l l  get   on  the   s o la pane by t h c o n s umpt i on  o f  re fl ec t o r.  Th is  pape r [5]  d i sc usses a   go o d  p o t e nt i a l  for  Fl oa ti ng  S o l a PV   (F SP V )  a r e   ins t al l e d o n  rese r v oi rs.  A   floa ti ng  s o l a r  p h o to vol t a i c  i s  u s ed   wit h   pu m p ed   hy d r e n er gy  s y st e m   stora g an hydr oel ect ri c  i n  t h exi s ti n g  re s e rv o i rs. Thi s   re search is est i m a t e  and a n al ysi s  of  p o te nti a l  in Indi fo r the  mo de i n   t h e p r esent   a nd f u tu re.  In p a pe r [6],   i t  st a t e s  tha t  in or d e t o  dec r ea se  t h re servoi s h a d in area o n  t h e  wat e su rfac e ,  a   great e r  fi tt e d  po we r pe p a n e l   was  se l ect ed. It   was e qual  t o   1 0 3 . 5   kW p,  equi val e nt  t o  a b o u 30 pan e l s  are  fi tt ed  o n  4 6  st ru c t u r e  of  fl oat i n pa nel  i n  a r ea  ab out  1. 5.  In  pa pe [7 di sc usse d   a  flo a ti ng s o l a p h o t o vol ta ic   s y st em  a t  Kot a  B a rra g e a n Ki sh ore  Sa ga r la ke  K o ta  in  Ra ja s t ha n.  Thi s   pa pe c o n cent r a t e  o n   fl o a t i ng  p hot ov ol t a i c  te chn o l o g y ,   de sc ri bi ng  on  t ypes  o f  floa t i n g   p h o t ov ol ta i c  pl ant   al on g wi t h  rese arch  tha t   bei n g   c a rrie d out  o n  some  fl oat i n g  s o la r pl ant .    The  fl oat i n g   p hot ov ol t a i c   pl ant  c a n  be   set  u p  o n  a   p o n d ,  l a ke re serv oi r,   or  on  a n y  ot he wa te surfa ce.  1M W floa ti n g  pl ant   i n  K o t a  ba rra g e   c a n   ma de   up t o   18, 38 ,5 1 9  k W h  el ect ri c a l  ene r g y  per  yea r   a n d   might  sa ve  3 7  mi ll i on  l i t e r s  o f  w a t e r a n d  a b out   1 , 7 1 4   t o ns of emi ssi ons  c a be  re d u c e d   ann u al l y . F o Ki sh ore   S a g a r  la k e   Fl oat i n g   p l an t ,  1MW  f l o a tin g  pv   p l a n mi g h t har v e s t 18 ,5 8, 95 kWh   en ergy  an nu a lly   a nd  ca n  s a v e   up  wa te r t o   3 7  mi ll i on  l i te rs a n d   re d u ce   a b ou t   1, 7 3 3   t o ns   o f   emi s si on s ye arl y . T h e  o b je ct i v es o f  t h is  proj ect   t o   desi g n  of fl oat i ng phot o v o l t a i c   t o   ge nerat e  el ec t r i c i t y,  t o  mo ni t o t h e  v o lt a g e   a nd  c u r r ent  per f o r ma n c e   of  f l o a ting   so la r  sy ste m  and   to  e v a l u a te  th effe cti v en e ss of  sy s t em  a t  on   w a te r  sur f a c e .       2.   R E S E ARC H M ETH OD  The  mai n  c o m p o n e n t s   of t h is  proj ect  are   t h e  p hot ov olt a i c  p a ne l, the   c h arg e  c ont rol l e r c i r c ui t,  a  LC D   di spl a y a n d  a recha r gea b le  b a tt ery  as  s how n  i n   F i gu re  1.  Ne xt,   t h e  Fi g u r s h ows   t h e  bl o c k   di a g ra o f  a   sola r c h a r ger  c ont roll er to t h e  l o ad.  phot o vol ta i c  pa nel  i s   fu nct i o n  t o  t r ansfo r m s o l a ene r g y  i n to e l e c t r i cal   e n ergy .  Th e n   t h e  e n e r g y  w ill  b e  st ore d  in side   b a t t er y   so  th at  t h el ec tr ic al  e n erg y   sup p l y   w ill  c o n tin u e   w h ile  at  nig h t .   An  el ec tric al  energ y  i s   save a t  a n  en or mo us le v e l   by  co ns umi n g  t h e sol a r   t o  p o we up   t h e  l o ad   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   P o w   Elec &  Dri Sy st   I SSN : 2 0 8 8 -8 69     Perf orm anc e e n h a n ce me nt  of  sol a r   p o w e re fl oat ing  p h o tov o lt ai c sy ste m  …  (Nur  Ami r a h  A b dul J a mi l )   6 53  w h ile   s o la r char g e   co n t ro ll er fu nct i o n  is t o   p r o t ec t th e c h ar g i n g   b a tte ry   ag a i n s t  e x ce ss cu rr e n t.  Th e fl oat i n g   ma te ria l   d e v e l o pm en t in   t h e   o t h e r   h a nd i s   mo re  imp o r t an t in   th is pro j e c t  e v e n   it i s  no t  sta t e d  i n  t h e   pr oc es of  pr o j e c t  be caus e   t h e  p h o to vol t a i c  pa ne wi ll  be  pl ace d   a t  t h e fl oat i ng  mat e ri a l  [ 8 - 1 3] .  T h e p r oj ect  is  dep e ndi ng   o n  t h e str e ng th  of  th e f l o a tin g ma te r i a l  t o   w i t h sta n d  th so la r   p a n e l  to  su ppl y  e n erg y .                  F i gu r e  1.   B l oc k di ag r a m of  t h p r oje c t   Fi gu re  2.   The  c o m p le t e   c i rcui t   o f  t h e   p r oje c t       2. 1.   C o mp one nt of   pr oj ec t    Thi s  sec t io n d i sc usses the   m a i n  com p one nt i n  t h is re sea r ch suc h  as a sola r mo dul e,  a l ead ac e d   r echa r gea b le  b a t t e r y , a n   a r dui no na n o ,   a n   L C D   di s p la y   an d a c o nve rt e r  p o we r mo d u l e .      2. 1. 1.    S o l a r m o du le   The t y pe  of s o l a r mo d u l e  i s  a pol y c r y st al l i ne , 1 2 V as a   vo l t a ge   out put   wi th a  p o we r r a t i ng  of  1 0 W .   The   s o l a r   pa ne l   a  de si gn   wi th a   fr a m e  i n  o r de r  to  us ed  f o r   out do or   a p p l i c a t ion.  I t  i s   s u i t a bl desi g n e d  f o r   ch a r g i ng 12V  l e ad   a c i d b a tte ry  th rou gh so la r ch a r g i n g  c o nt ro l l e r A   F i gur e   3 sh ow s th e po lyc r y s ta llin e  12 sol a r  mo d u l e   a n d  sp eci fi ca t i o n   of   sol a r  pane l as ta b u la te i n   Ta ble  1 [ 1 4- 18 ].            F i gu r e  3.   The  pol ycr y st al l i ne   1 2 V  so l a mo dule     Tabl e 1  T h e   S p eci fi ca t i on of   s o l a r   pa ne Va r i able T y pe    p ol y cr y sta lline  12 V sola r   module  1.     R a te d   10W,  m a xim u m  ou t put ca re ac h   2.     E f fi c i e n cy of  sola r  c e ll  ~16. 5%  3.     D i m e nsion  36cm  x  24c m     4.    We ight   1. kil o g r a m   5 T h ic kness   17m m           2. 1. 2.    L e a d  ac id   r ech ar ge ab l e  ba tt ery     1 2 V  re c h a r g eabl e  bat t e ry s eal  le ad aci ( S LA)  a s  s h o w n i n   Fig u re 4.   Th e   spec ifi cat i o n of a  bat t e r y   a s   t a bul at e d  i n  Tabl e  2. T h adva nta g e s  of  bat t e r y  ar ro b u st,   c h eap e r ,  a n d  re qui re d   a   l e ss  o f   mai n t e n a nc e   [ 2 0 ] DC p o w e r   su p p l y  ca n  be  use d  t o  c h a r ge  t h bat t e r y   as l o ng   a s  i t   de li ver s   t h e  a c c u ra t e  v o lt age   a m o unt   t o  the   b a tt er y.  This  bat t e r y   use is  ca pa bl e   f o r  most  of  mot o r s ,   12V   c ont r o ll er s,   o r  a n y  ot her  ci rc uit  o r   a ppli a nc es [ 2 1] :       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN : 2 088 -86 94  I n t J   P o w   El ec  &  D r i S y st V o l .  11,  N o .  2,   J u ne  20 2 0  :     6 5 1   – 65 7   65 4     F i gu r e  4.   1 2 V  l ead ac id  rec h a r ge abl e  ba t t e r y     Ta ble  2. Speci fi ca t i on o f  1 2 l ead ac id  rec h a r ge a b l e   bat t e r y   Va ri ab l e   It em    Val u e    1.    Volta g e     12V  2.    C a pa cit y     1. A h   3.     Siz e     95m m  x 42mm  x 5 2 m m   4.    Ori g in   Ma la y sia   5.    We ight   0. 7kg          2. 1. 3.  Ar d u i n o   N a n o    Th e Ardu i no  N a no in   t h is pr o j e c t   i s  a  c o mp a c t ,  c o mp l e t e ,  sma ll, and  b r e a db o a r d   fr i e n d l y   b o a rd  w h e r e   co nst r uc te d  on  th e ATme g a 32 8P  (Ard u i no  Nano 3 . x ) . I t   h a r e la tiv e l y  t h e si mila r  fun c ti onal ity  o f   Ar dui n o  D u e m i l a no ve,   b u t   in a   di ssi m il a r  set .  T h i s   Ar d u i n Nan o  a s   a b r a i f o r t h is p r oje c t   bec a u se a l l     t h e c o d i n g  p r o c e ss  f o r t h pr oj ect  i s   upl oa d s  i n side   t h i s  smal l  ard u i n o n a no .   F i gur show s t h e A r d u in o   Na n o   B o ar d a n d the   s p ec if ic at i o o f  the   A r du i no N a no   a s   t a bul at ed  in  Tabl e 3 [ 2 2 - 2 5 ] .           F i gu r e  5.   A r d u i no na no   b o a r d     Tabl e  3.  Spe c i f i c a t i on  o f   t h e a r d u i n o na n o   Va ri able Mic r oc ontr o ller     A T me g a 328   1.    A r chite ct ure    AV 2.    Ope r a ting  V o lta ge    5V   3.     Fla s h Mem o ry    32KB  of w h ich  2K B use d  by  b oot loa d e r   4.    SRA M     2KB   5.     Cloc k Spe e d   16MH z   6.    An alo g  IN Pi n s     7.    EEP R O M   1 K 8.     DC  C u rre n t  p e r  I/ Pi n s    40m A ( I / Pi ns)  9.     I nput V o ltage    7- 12V  10.     D i gita l I / O  P i ns    22 (6 of  w h ich  ar e PWM)  11.    PWM  O u tput    12.     Pow e r  Consum ption   19m A         3.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  Thi s  se ct i o p r ovi des  t h e de ta il a bout   t h e har d wa re a nd soft war e  r e sult a n d  a n al y s i s .   It   di scuss e s   t h e ci rc uit  d e si gn  o f   t h e  pr oj ec t.     3. 1.    Pr ot oty p e  d e vel o p m e n t    Thi s   part   di sc usses  o n  t h e r e sult   of  har d war e   t e st i n g   f o r  t h e   sol a r c h ar ger  c ont r o l l e r   c i rc ui t ,     t h p r ot oty p e  s t ruct u r e  a nd  t h e c o mpl e te  ci r c ui o f  t h e  p r oj e c t .     3. 1.1.   S o l a c h ar ger c o n t ro l l er monit o ri ng ci rcui t   In  thi s   part ,  t h e  sola r  c h ar ger   cont rol l e r  ci rc uit  are   t e st i n g on  a  bre a d boa r d   bef o re   go   t o   the   s o l d e r i n g   pr o c ess .   Aft e al the  c o nnec t i o n  i n  d o n e,  t h e c odi n g  i s  t h e n   bei n g  u p l o ad ed  i n t o  t h e  a r d u in na no   bo ar d.  A   LED  is  use d  a s  a n  i n di ca tor   fo r t h e  ci rc uit  fo r  c h a r gi ng   con d i t i on  w i t h  sola r  ene r gy   as a  vol t a ge  s u p p l y .     Th e I2 LC D  2 0x4  ch a r   is use d   t o  mon ito th e   vo l t a g e f r o m  th so la pa n e l, V S  a nd  f r o m  t h e   bat t e ry,   V B ,   t h te mpe r at u r e  (C el si us) ,  t h char gin g   in d i ca tor, C u rre nt   (A), P o wer  (W) a n d Ene r g y  (WH)  of t h e  proj ec t .   An   ar d u i n na no ,  a  c u rre n t   se nsor  an d a  t e mpe r a t ur e se nso r   usi n g  a   5 V  as  a   v o lt a g e  su p p ly.  A   D C -DC   Adj u st abl e  St e p  D o wn  m odu l e   a r e f unc ti o n  to st ep  d o w n  a   12 V   t o  5 V   a nd  a s   v o l t a ge  sup p l y  t o  the   t h re e   c o mpo n e n t s  a s  s h o w n i n  Fi gu re  6.  Fi gu r e  7  sho w s  t h e I 2 di spla y  wi th  s y m bols  o f  s o l a r  pa n e l  (V ) ,     t h e bat t e r y  sy mb ol ( V ), a c u r r e nt   r eadi ng ( A ),   a nd a  po wer  re adi n g  i n   wa tt  (W).  N e xt , the r e ar t h re e ( 3 )   se n s or s t h at  a r e use d  t o  t a ke   rea d i ng  f o r   displ a yi n g  i t  o n  t h e LC D t h at  ar e a V o lt a g e  Se nso r , C u r r e n t  S e ns or   a n d  Tem p er at u r Se ns o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   P o w   Elec &  Dri Sy st   I SSN : 2 0 8 8 -8 69     Perf orm anc e e n h a n ce me nt  of  sol a r   p o w e re fl oat ing  p h o tov o lt ai c sy ste m  …  (Nur  Ami r a h  A b dul J a mi l )   6 55          F i gu r e  6.   C i rcu i t   t e st i n g usi n a b r ea d boa r d   F i gu re  7.   I 2 C  LC displ a o u t p ut   o f  pr oj ec     Fi gu re   8 s h o w indi ca t i o n   of   LED t h at  wi ll  sh ow t h ba t t e r y st at of  c h ar ge It  is i m p o rt a n t  pa r t  t o   sh ow   th e st ate  o f  ch arg e  t o   d e sc r i b e   t h e en ergy  con t en t   i n sid e   a   b a t t e r y .   A R G B  LED is u s e d  t o  sh ow    th e   b a tte ry  sta t e  of   c h a r g e . Tab l e 4  tab u l a t ed  t h e  st at e   of ch a r g e   in b a tter y For  th e lo ad   LED, A  b i  co lor   (r ed /gr e e n )   l e d is u s ed   fo r   in dic a ti o n .           F i gu re  8.  Ba tt er y   st at us usi n g   LED i ndi ca t o r     T a bl e 4.  S t at us o f   bat t e r y   L E D Colour    Sta t us of  Batt er   V o lta ge   Red L o w   <   10. 5V  Gr e e n   Medium    10. 6V   ~13. 5V   Blue    Full   13. 6V           3. 1. 2.    F l o a ti n g   p h o t o v o l t ai c pr ot oty p e  d e vel o p m en t   Thi s   par t  e x pl ai ns  t h e  re s u lt  of   p r otot y p f o r t h fl oat i n g  p hot ov ol t a i c  s y st e m .   The   p r ot ot y p was   t e st ed t o  o b ser v e t h e p e r f o r ma nce  of  t h fl oat i n g sola r mat e r i a l  on  w a t e r  bo die s  a n d mea s ur e t h e  po we r   out put  fr om a sol a r  pa ne l .  T h e   se tu of  t h o v era l l c o n f i g ur a t i on  i s   s h ow in Fi g u r e  9  a n d   1 0 .            F i gu r e   9.  The  s e t up  o f  t h e   o v e r a l l  pr oje c t   co nf igu r a tion  F i gu r e   10.  T h e  b o d y   o f  fl oat i n g  sol a pane l       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN : 2 088 -86 94  I n t J   P o w   El ec  &  D r i S y st V o l .  11,  N o .  2,   J u ne  20 2 0  :     6 5 1   – 65 7   65 6 Fi gu re   10 s h o w s t h e  fl oat i n g  ma t e ri al  f o r  t h i s  pr oj ect .  A   2nos  o f   bu o y  i s  use d  f o r  t h is  f l oa ti ng  sola r   p r o j ec t t h at   b een  s c r e at  t h e moun t i ng  st ruc t u r e .  Th e  ma t e r i a l  u s ed   fo r th e   moun t i n g  stru c t u r e is a l umin u m .   Al umi n u m  i s  t h best   c h oic e   bec a u s e i t  i s   l i ght w e i g ht an i t  c a n be  use d  w i t h  c ont ac t w i t h  wa te wi th o u t  an r u st .  T h pr ot o t ype i s  fl oat i n g at   wa te b o d i es a n d al s o  as  a  u s ual   sola r   pane l  t h a t   are   at  l a nd  si de  sh ow n i n   F i g u r e   11  (a ) a n d  ( b ) .           (a)       (b )     F i gu re 1 1 . (a)  The Pr o t ot y p e on   wa te s u r f a ce   ( b The   P r ot oty p e   on   t h l a nd       3. 1. 3.    V o lt age , cu rre n t  an d  p o wer  ou t p u t     The  val u o f   volt a ge  an c u rre nt o u t p uts  h a s a me as ure d  at  t h e G 3  P o ol,   Uni v e r si ti   Tu H u ssei O nn  M a la y s i a , Jo ho r ,  M a l a y s ia  a r e a  on  2 nd  M a y  20 19 , 3 rd  M a y   2 0 19 a nd  4 th   M a 2 019 . A n  a n aly s is in  t h de ci sio n  t a ke i n  8 . 0 0 am  u n t i l  6. 00  p m ,  i t s   ta ken a n   h our   once .  T h obj e c t i ve  i s   to t e st   t h e f u nct i ona li t y  o f   th e   sy ste m  tow a rd s so la r e n e r gy A t  th e sa me t i me , th e  vo lt ag p r o duc ed   by th e so la r   p a n e v a ri e d   w i t h   r e spec t to   t h e   i n t e n s i t y  of   sol a r   ra dia t i on f r o m the  su n. T h e   re s u lt   c a n b e  seen in F i g u r 1 2  (a ) ,  ( b a nd  (c) .   F r o m  th e  res u l t sh ows  t h at  a t  11 .0 0 a m   unt i l  1. 0 0   pm ge t  t h e  hi ghe st  val u of   p o we w i t h  t h e f a ct  the  sola r   pa nel  rec e i v e d  ma xi mum  s u n l i ght .  The   F i gu r e   1 2 (a )  sh ow n   t h e  pe r f o r ma n ce  of   vol t a ge   v e rsus  ti me  f o t h re e   da y s :  2 nd , 3 rd  a nd  4 th  M a y 2 0 1 9 .  Th e  ma xi mum  v o l t a g e i s  ge n e ra ti n g  f r om  10 . 0 0am  u n ti l  2. 0 0pm  f o r  al l  t h e   d a y.   Nex t , th e  max i mu m of  vo lt ag e is 19.30 V at  12 .00p m,  2 nd  Ma 201 9.   T h e  Fi g u re  11 (b )   s h o w s   t h e   pe r f o r ma nc o f  c u r r e n t  ve r s u s  t i m e  fo r t h e s a me da y w i t h   Fi gu re  12 ( a ) .   The  hi ghe st pe rf or ma n c of c u r r e n ts   i s  on  2 nd  M a y   2 019  w ith   r a ng e v a l u e  0. 2A   u n til 0 . 37 A.   Ne x t ,  th e  max i mu m   o f  cu rre n t  is 0 . 3 7 A ,   12 .0 0p m a t   th e  sam e   d a y.   Th F i gu r e  12( c )  sh ow s th e pe rfo rma n ce of   p o w e v e r s u s  ti me fo r thr e da y s  are   2 nd  Ma y, 3 rd   Ma y a n d  4 th  M a 2 0 1 9 .  The  maxi mum  pow er  pr od uce   i s   7 . 1 4 W   at  2 nd  M a y 20 1 9         (a )     (b)    (c )     F i gu re 1 2   T h e Gra ph or (a)   V o l t a ge (b C u r r ent   ( c P o we r   O u t put   o f   t h ree   da ys measu r e m e n t.            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Pe rf or ma nce   e n h a n c e me nt  of solar   pow ere d  f l oat i n g   p h o t o v o l t ai syst em  …  (N ur  Ami r a h   A b dul   J a mi l )   6 57  4.   CO NCL U S I O N   d e v e lo pme n t   o f  pr o t o t yp th e  f l o a tin g   photo v o l ta ic  sy s t em h a a c h i ev e s  a l l  o b j e c tiv e s .   Th e  sy s t e m   i s  usi n g a n   Ardui no Na no  b o a rd  t o   me asu r e  an displ a d a t a  out put  suc h  a s   a   volt a ge , a c u rre n t,  an d a   po we r.  The  fi rst  o b j e c t ive   i s  to  de si g n   a n c onst r uc t t h prot ot ype   a  fl oat i n g   ph o t ov ol t a i c  t o  ge nera te   e l e c t r i c i t y. T h e   syste m   usi n g a n  Ar dui no Na no  boa rd  to  me asure   an disp l a y dat a  o u t p ut   suc h  as  a   v o l t a g e,  ac urre nt, and  a   po we r.  The  se c o n d  obj e c t i ve   i s  to  t e st   a nd e v a l ua t e  the   e f fe c t ive n ess   o f   t h fl oat i n g ph ot o v o l t a i c   on  the  wa te surfa ce.  Last l y de te rmi n e  a  pe rfo r ma nc e  o f  t h e   v o l t a g e  a n d  c u rre n out put  o f  a  fl oat i ng  syst em Th dat a   i s   col l ect ed suc c e ssful l y  an d the  LC D tha t   di spl a ys t h vol t a ge   i s   wo r k in g nic e l y . T h e fl oat i ng sol a r sy ste m  as a  al t e rna t i v e   t e c hni q u e t o  ma de  save l a nd   usa g e   a nd i t  more  sa fe t o  use  bec a use   i t  does  n o have  an pol l u t i on.       RE FERE NC E S     [1]   R. C a z zanig a,  et al .,   ꞌꞌ Comp re s s e d   a i r   en erg y  stor age  in teg r ated  w i th  flo a ting   p hot ov oltai c  pl ant,"   J o urna l o f   E n e r g y   Stora g e 1 3 ,  p p 4 8 -5 7,  20 17.  [2]   S un-H ee Kim ,   et a l .,   ꞌꞌ App l ic a t io n o f   F l oa ti ng  Pho t o v o l ta ic   E n e r gy  Ge ne ra tio n  Sy st e m i n  Sout h Ko rea ꞌꞌ , Ho ng ik   Univers i ty, Kore a, 17   Dec .  2016.    [3]   Pa rit o sh Sh a r m a ,   et a l .,  ꞌꞌ De si gn   Pa ra m e te rs of 10k W Fl oa t i n g  So la r Po we r Pl a n t , ”  Internat ional Adv anced  Resear c h   Jour na in  Scien ce,   Eng i neer in g  a nd T echno lo g y  (IARJS E T ) ,   vol 2 ,  n o .   1,  Ma y.  20 15 .   [4]   Om k a r D.  Gai k wa a n U.   L. De sh p a nd e ,   e v a p ora tio Co nt ro Usin g  Fl oa ti n g  PV  Syst e m  a n d  Ca n a l Ro of  Top   So l a r Sy st e m ,   I n tern atio na l Ad va nced  Resea r ch   Jo urn a l in  S c ien ce,   Eng i neer in g   an d T echn o log y   (IARJS E T ) ,  vo l.  04,  no . 4 ,  A p r .  2 0 1 7   [5]   Aseem K u m a r   S h arma  an d  P r of.  Dr . D  P  Kot h ari,  ꞌꞌ Un i n te rru p t e d  Gre e n  Powe r usin g  Fl o a t i ng  Sol a r PV w i th  pump e d H y d r o   Energ y  S t or age   an Hyd r oel ectric  in   Indi a”,  v o l .   3,  no . 4 ,  S e pt  2 0 1 6 .     [6]   Kleb er  F r ank e   P o rtella,  et  al .,   ꞌꞌ F e as ib il it y  an d   E n vi r o n m ent a l  S u s t ai nabi li ty   of  a  1 03. k W p  flo a t i n g   P h otovo lta i Electrical   S y s t e m  with a   c a se st ud in a  H ydro e lectric  P o we P l a n t,  S a n t Cl ara Hp p,  Lo c a ted   in  the So uth of Br a z il  Re gi on ”,   Inte rn a t io na l J o urn a l  of A d v anc e d   E n g i n e e r in g R e se a r ch   an S c ie nc e , v o l. 5 ,  no . 6 ,  J un  20 18.     [7]   Div y a M i t t al et al .,   ꞌꞌ Fl oa tin So l a r Ph ot o volt a ic  Syste m : An  Ov erv i e w   and   th eir F eas ibili t y  at Ko ta  in Ra jas t h a n” ,   201 7 Inter n a tion a l  Conf eren ce   o n   Cir c uits  Po we r   a nd Comp utin T ech nolog ies .     [8]   h t t p s: //e n. wikip e d i a . org/ wi ki /Fl o a t i n g _ sol a r   [9]   htt p ://www. a lter n ati v e-energy -news. info/ f l o at ingsolar-pan el s/   [10]   Y. Choi,  et a l .,   ꞌꞌ A   S t udy   o n  Major Des i gn   Ele m e n ts of Tra c king - T yp F l oa ting   P h oto v o l ta ic Sy st ems ꞌꞌ Int .  J. Sm ar t   Grid Clean  En er g y , v o l .  3,  no .1 ,   pp . 7 0 -74 ,  J u l  20 13.   [11]   Y.  K.   Choi a nd  Y.  G.  L e e,  ꞌꞌ A S t udy  on  D e v e lo p m en t of  Rot a ry   S t ru c t ure  for   Tr ack in g- Ty pe  F l o a ting  P h otovo lta ic  Sy ste m . ꞌꞌ   In t.  J .  Precis .   Eng .   Ma nu f ,  v o l.  15 , n o . 1 1 ,   pp.  2 4 5 3 - 2460 ,   No 2 0 1 4 .    [12]   K. Tr ap an i and  D .   L .  M i ll ar ꞌꞌ Th Thin   F i lm F l exibl e   F l oat i ng  P V   (T3F -P V) A rray :  Th e Con c e p t and   D e v e lop m en o f  Th e Prot ot y p e ꞌꞌ Re n e w.  E n e r gy vo l.  7 1 ,   pp .  43 -50 ,  M a y   201 4.     [13]   K. Trap ani an M .  R. S a nt afe .   ꞌꞌ A Review o f  F l oating  P h o t ov o ltaic  In st allatio n s :  20 07 -20 13”,   Prog.  Phtovol t : Res.   App l ,  pp .  1 - 9,  D ec 20 14   [14]   So l a rLa n d   10 W 12 V Po lyc r ystall ine Sol a Module   Model: SLP010-12U,   htt p s://web osol ar.com/st o r e /en/12v-24v- solar-panel s/ 902- solar l and-10w- 12v-polycryst a lline- sol a r- modul e -slp010-12u. ht ml .   [15]   Heavy  Du ty  S o lar P a ne l,  h t tps: //   ty con s y s te ms . c o m /do c um ent a tio n   / S p e c %2 0S he ets/  TP S %   20 So lar%  20 P a ne ls  %20 S p ec% 20S h eet.p df.    [16]   Pol y cryst a lline Solar Pane ls - YINGL I ,  htt p s:// w ww.selec t solar.co. u k/ uploads/ asset_file/ y i n gli - dat a -sheet. p df.   [17]   Mo hd  Alif S a ifu ddin J a m a llu d i n,   et  al .,  ꞌꞌ Potent i a of f l oati ng sol a t e chn o lo gy  in  M a l a ys ia ”,   Inter n ation a l  Jour na l   of Po w e r  Elec tr on ics  an d D r iv Sys t em  (I J P ED S ) v o l .   10,  n o .   3, p p .   16 38 -1 64 4 ,  2 0 1 9 .    [18]   M .  Pushpavalli ,   N.  M Jothi Swar oopan,   ꞌꞌ P e rfo rm ance  an alys is  o f   hy brid p h o t o v o ltaic /w in d en ergy  sy stem   us in g K Y   boo st co nvert er ”,  In tern atio na l Jo ur nal o f   Po wer  Ele c tr on ics   an d D r ive Sy s t em  (IJPEDS) ,  vo l. 10 n o 1,     pp.  43 3-4 4 3 ,  20 19   [19]   M o n a dh il  Al-Ch a de r c h i 1,  et  al .,   ꞌꞌ Enh a nc in the P e rforman c e  of  P V  P a n e l Un dergo i n g  S h ad in Effe cts” ,   I n ter n a t i o n a l  Jo ur na l of  Po wer  El e c tr on ics an d  D r ive Syst em (I J P ED S) ,   vol. 9, no.  4 ,  pp.   1 9 3 7 - 1 9 43 ,  20 18.     [20]   GP  Back Up   Ba ttery  1 2 V 1 . 2  A H  Recharg eab le  P R EM IUM  S eal Le ad  Ac id  Ba ttery   fo r pow er  b a ck up , http s: //gp - back-u p-b a ttery - 12 v-12 -ah-rech a r g eabl e -p re miu m -s eal- l ead- a c i d - batt ery-fo r-pow er-back-u p- i13 1 2 7 7 8 0 7 - s1 46 33 90 48 . h t m l ? sp m = a 2 o 4 k . s ea rc hlistb ra n d .li s t. 16 . 3 d a 03 7 2 fm ZA1MP& se a r c h =1.    [21]   W. A b i t h a   M e m a la ,   et a l .,   ꞌꞌ DC- D C Conv erter  Bas e d P o wer M a n a gem e n t  fo G o  G r een  A p p l i c a t io ns ”,  In ter natio na Jour na o f  Pow e r   El e c tr on ics  an d   D r ive S y st em ( I JP ED S) , vo l.  1 0 ,  no. 4,   p p . 2 046-2 0 5 4 ,  2 0 1 9 .     [22]   Ard u i n o  Na n o  (V2. 3 )   Use M a n u a l , ht tp s:/ / www. a r du i no.c c / e n /upl o a ds/Ma i n/ Ardu in oNa n oMa n ua l2 3. p d [23]   Abd e lk ader  Me zo uari1 ,   et a l .,   ꞌꞌ A New   P h otovo ltaic B l o c ks  M u tualiz ation   S y stem  fo r M i cr o - Grids Us in g an   Ardu in Bo ard a n d Labv iew ,   Int e rn atio nal  Jo urn a l o f  Power  El ectro nics a n d  Dr iv Syst em (IJ PED S ) ,  vo l.  9 ,  no.   1,  pp.   98 -10 4 ,  201 8.    [24]   S iti Am ely  J u m aat, M o h a mm ad  Hilm i O t h m an ꞌꞌ S o lar   En erg y  M easu r emen t U s ing   Ard u ino” ,   MAT E C W e b  C onf 1 5 0 ,  20 18,   0 1 007,  pp.   6.  [25]   Siti Ame l y Jum aat,  et a l .,  ꞌꞌ Horiz o nt al Si ng le  A x i s  So la r Tra c k er u s i n g  Ardu in o Ap pro a c h ”,  In do nes i an  Jou r n a o f   E l e c t ric a l E ngine e r in g a nd Compu t e r  Sci e n c e ,  v o l 12 ,  no . 2 ,  p p .   4 8 9 - 496 , N o v  20 18 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.