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 . 74 3 ~ 75 I SSN 208 8-8 6 9 4 , D O I:  10. 115 91 /i jp e d s.v 1 1 .i2 . p p74 3-7 51     7 43     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   C o mputer-based solar tracking  system f o r P V  energy yi el improvem e nt       Ri ni  N u Has a n a h 1 , A d itya  Ba g u Set yawa n 2 , E k a M a u l ana 3 , Tri  Nu rwat i 4 , T a u f i k 5   1, 2, 3, Ele ctrical  En gineer in g,  Dep a rtm e n t ,  Fa c u lt o f  En gi n e e r ing,  Br awijay a Un iv ers i ty, Ind o n e s i a   Ele c trical Eng i n eerin g   D e par t m e n t , Cal  Poly  S t at Universi ty,  U S A       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  Se p 1 7 , 2 019  Rev i sed  D e c  12 , 20 19  Acc e pt e d   Fe b 13 , 20 20       E l ect r i c  energy  is the  mai n  dri v er  of  various dai l y activities,  bot h   to i n cr ease   p r od uc t i v ity   a s  we l l   a s   to im pro v e  li fe  qua l i t y . E n e r gy de ma nd i s   c o nt in uo u s l y   i n c r e a s i ng in  pa ra lle l  to th e p r og re ss i n  t e c hno lo gy  a n po pu latio n  gro w th . Deple t ion  o f  fo ssil energ y  so urces and   a w areness   o f   e n vi ron m e n tal  p r o t e c ti on   m a ke   pe o p l e re sort t o  re n e wa bl e e n e r gy  so ur c e s   like  so lar   energ y .   Low  effi cien cy  an d  in termit ten t  ch ara c ter i st ic  of  solar   e n e r gy   m a y o r igin a t e   fro m th e su n m o ve me n t  a l on g t h e d a a s   we ll   a s  th e   year. Efforts h a v e  alway s  b een  tried  to de al with   the d r awback s .  This p a p e r   pro p o s es a  com p u t er-b ased  trac k i n g  sy stem to   fu lly  mon i tor  an d   co ntro a   sol a r pa ne l m o v e m e n t . The  de sig n e d  sy ste m  h a s pro v en  a  go od   perfo rman ce   of w o rk in g  at   c e rta i n   tim e  in ter v als,  either  h o u r ly,  or  ev en   co nti n u o u s ly,  as   des i red .  En ergy  y i e l impro v e ment  has   b een   ach iev e d  b y   pr oces sing  th e   tr ack in g r e su lt w i t h  t h e h e l p  o f  a mi cr oco n t r o l l e r  to  op ti mi z e  th e po wer   g e ne rat i o n   of the so la r pa ne l.   Ke yw ords:   En e r gy  d e mand  En e r gy  y i eld  M o n i tor i ng  O p ti miz a t i on  S o la r tr ac k i n g   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:   Ri ni   N u r Ha sa nah ,    El ect ri ca l   Engi neeri n g ,  De pa rt ment , Fa c u l t y   of  En gi nee r i n g ,   B r a w ija y a  Un iv e r sity,  Jal a n M T  Har y ono 1 6 7   Mal a n g  65 145   In do n e si a.  Emai l:  ri ni. h as ana h @ ub.ac .i d       1.   IN TR O DUCTION  El e c t r i c  ene r g y   i s  vi ta l t o  pow e r  va rio u equi pme n ts. It   make s pe o p le   e n jo y t h e l i fe  comfo r t  an i ndust r y i n cre a se t h e  p r odu c t i v i t y Ins p i t e  bei n g  c onsi d e r ed  a s  a n  e m ergi n g   w o rl d ec ono mi p o we r,    th e  en ergy c o n s ump t io o f   In do n e si a  i s  stil l re la tiv e ly  lo w e r th an th e nei g h bou r i ng e c o n o m ic  p o we r [1 ].  Acc e ss t o  e l e c t r i c i t y  is  gre a t l y di ff ere d , bei n g  as  hi g h  as  9 9 .99 %  i n  the   west ern  part  o f  the  c o unt ry w h i l e as  l o w a s   59 .8 4%   in  t h e  e a st ern  part   o f  t h c o u n t r y [ 1 , 2 ]   A s   a   part  o f  i t co nt ri buti o n   t o   glo b a l   cl i m a t e  c h a nge   red u ct i o n ,   Ind o n e s i a  ma ke s a   gre a t  effo rt  t o   meet  it s com m i t m e n t u n d er  t h e Pa ri a g ree m e n t. Be ne fi tt e d  fr om i t s st rat e gi c l o cat i o n   a r ou n d   t h e  eq ua to r,  In d onesi a al so  t r i e s to ha ve  re c o u r se t o   s o l a r   e n ergy t o  ful f i l l  i t s cont i nuo usl y  i n cre a si n g  e n erg y  de man d  an d   to  imp r ov e t h e el ec tr if ic at io n ra ti o.  H a rn e s sin g   so l a r  e n er gy  can b e  a ccomp l i sh ed u s i n g  e ith er  a  simp l e  an d   lo w- c o st sy stem fo r   th e low - sc al e cap a c i t y  o r  e v e n   m o re  com p lex  s y ste m s.   How e v e r,   th e con v e rsi o e f f i c i e n cy  is  in  g e n e r a sti l l q u i te  lo w .  Th e  eff i c i e n cy  c u rr en tly   u s ed  in   imp l e m e n ta tio n  i s   in  t h ran g e  o f   6 % - 30 %, w h i l e   t h e hi ghe st rec o rd   a c h i e ve d i n  2 0 1 5  wa s 4 6 % base o n   t h PV  E ffi ci e n c y   C h art   re g u l a rl y   up dat e d  an d p u b l i she d  by   N a t i ona l Re ne wa bl e   Ene r g y  Lab o r at ory ( N REL)   i n   C o lora d o US A .     O n e  i m p o rta n t  w a y t o  i m pr ove  t h e e n erg y   yi el d o f  sol a r p o w er  ge n e rat i on, w h i c h  mea n s  it e f f i c i e n cy is  t h e  add iti o n  of  so la tr ac ke to  fi nd  th e ma ximu m pow e r  po in t  con d i t i on  as  g i v e o n   the  P V   profi l e  c h a r a c t e ri st ic s [3-1 1].  Even t h o u g h  i t  has bee n   con s i d ere d  le ss e ffe ct i v be c a use o f  t h po we 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   :  74 – 75 1   74 4 con s u m pti o n for t h e  act uat i ng  mot o r, an  effi ci enc y  im p r o v eme n t  u p  t o  3 2 had  b e e n  achi e ve usin g     t h si n g le -a xi s   t r a c ki ngs [3,  9-1 1 ],   o r  e v e n  up to  4 0 % w h e n   usi n g the  dual - a x is t r ack i ngs [4, 1 2 -14 ] be i ng  com p are d  t o  t h e use  o f  st at i c   syst em. T h e si ngl e - axi s  t r ac k i ng c o u l d  i m p r ove  t h e  yea r l y   e n erg y   yi el d a r ou n d   2 0 -2 5 %  [15 ] , ev en  up   t o  2 5 .2%  [1 6]  mor e   tha n  u s ing   a   fi x e d - u t ilit y  [ 17, 18].    The   a d dit i o n   o f   t r a c k i n g syst e m   t o   e n ha nce   t h e e n e r g y   yi e l has al s o  b e e n  rel a t e d t o  some  di rect   appl i cat i o n fi e l ds, l i k e i n  w i rel e ss sens or  ne t w ork [1 4],  gree n - h o u se  syste m   [5 ], a nd  so me t i mes  be in c o mb in e d  w ith  th e m a x i mum pow e r - p o i n t  alg o r i t h m [19 - 2 0 ], a nd  th e us of   a r tif ic ia i n te lli g en c e   t h e o r i e s   [8 ]. Mi croc o n t r oll e r ha no rm al ly bee n  use d   to impl eme n t   t h e co nt rol   a l go rit h ms [5 1 9 , 21 -24 ] S o me  c ont ro l   al go ri t h ms  ha ve  bee n   base d  o n   c a l c ul at i on  o f  t h e   s u n ge o m e t r y   t o  d e te rmine   t h e  p o sit i o n ,   w h il e  ot he rs   bene fi tt ed  se ns ors  a s   out put   tu ni n g  t o  t r i m  t h az imut h a n d   al ti t ude  an gl es  [1 3, 2 0 ,  2 5 -2 6]   Thi s   pape r de sc ri bes a  c ont ri but io n t o   t h P V  e n e r gy  yi e l d imp r ove me nt  u s in g a c o mp ut er- b ase d   singl e-a x i s  t r a c k i n g s y st em  t o   mo ni t o r a n d   c ont rol  a  s o l a r pa nel   move me nt . T h e   Ri em ann  s u m  met h od  [2 7- 30 ] ha s be e n  i m pl eme n t e d t o  com put e t h ene r g y  yi el b a sed o n  t h e t r ac ki ng res u l t s.  The R i e m a n n  su me th od   i s   wo rk i n g   by  a p p r o a c h ing  t h e in te gr at io o p e r a ti on   u s i n g t h e   d i s c r e tiz at io n  and su mma ti on of t o ta l   area  u nde rne a t h   a  c u r v e   o n  a  g r a p h  [2 9].  T h e t i me  i n te rv al  bet w ee n  t h e   be gin n i n g   a n t h e e n of  t h dat a   ac quisi t i o n  i s   divi de d i n t o   n   subi nte r val s w h i c h  a r use d  a s  the  Ri ema nn  re ct an gl es [2 8]. The  R i e m an n  su m   met h o d   has al so   be e n   u s e d  t o  va li dat e  t h e   expe rime nt  da t a  in  a  shi p b o a r d   mi c r o g ri ds  un de r va ri o u qua si - bal a nc e d  a n u nbal a nce d   volt a ge  c o ndit i o n s [3 0].  c o mpa r i s o n   of t h e  t r a c ki n g   res u lt s h a s bee n   ma de  t o  t h e   r e s u lts o f  a  st a t ic  so la p a n e l .  Th e   tes tin g  and  m easur em e n t w e re  don e   bo th   o n   th sta tic   a n d tr ack ing  mo d e base d on   t h c hoi ce mad e  usi n g   the   c o m p ut er prog ram .     2 .  R E SEARCH  M ETHOD  The  met h o d   us ed  to  ac hi e v e t h rese arc h  g o a l  i n cl udes  t h e  de si g n  a nd  co nst r uct i on  o f   t h e s y st em t h e te sti n g   a n d   mea s ureme n t ,  a n d  t h e  da t a   anal ysis.   T h e  syst em  de sig n   com p ri se s   t h e   soft ware   d e sig n   an d     t h e ha rdwa re  de sign     2.1.  Di agr am  of   th e  sy stem    The  di ag ram o f   t h desi gne syst em is  gi v e i n   Fi g u re  1 .  As see n t h e c o mp ut er/ P wa s desi gne t o   b e  t h e   m a s t er  of  al l sys t em s, wh er e a s  t h e   m i cro c on tro l l e r   r a o n l y  wh at  t h e  compu t er c o mman d e d   The  o b ta ine d   s e ns or  dat a   we nt   i n t o   t h e  mic r oc o n t r ol l e r,  t h en  we re   se n t  t o  t h e   c o mp ut e r  vi a  TTL  US B an di spl a ye d  on  t h Del p hi   S o la r Pa ne Ti me   C h a n ger   a p pl i cat i on. T h e  bat t e r y   c o ntr o reg u l a t o (B CR )   con s i d ere d   i n  thi s   st ud y,  was  a 1 2 V  or  24 V   syste m ,  w h ic h had  a  ma xi mu m rat i n g   c u rre n t   of 2 0 A ,  1 1 .1 o v e r   di sc ha rge   p r ot ec ti on a n d   1 7 V   ove r c h ar ge p r ote c t i o n .   The  s o l a pa n e l  ba se  use d   was  desi gne of  ±16 0 cm x 1 4 0 cm x4 0cm  di me nsi o n ,  bei n g c a p abl e   of  sup porti n g  t w o  sol a r p a nel s   w i th a   c a p ac i t of 1 0 0 Wp e a c h wei g hin g  ± 10k g.  T h e s o la pane wa s d r iv e n  b y   a n  ac t u a t or   with  a  cu rre n t  r a tin g   b e t w ee 0 . 2 - 0 . 8 w i thout   l o ad, and   0.2 - 3 . 2 w ith   l o a d . Th e a c tu at or  w a ca pabl e o f   l i f t i ng  loa d s u p   t o  50  k g , an d mo vi ng  obj ect s wi t h   a   st at i c   w e i ght  o f  u p  to  2 5 0  kg         F i gu re  1.  The   di ag ra of t h e   desi g n e d  s y st e m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In J  P o w  Elec  & Dri  Sy st   I SSN : 208 8-8 6 9 4       C o m put er - bas ed  s o lar  t r ack i ng   syst em   for   PV e n e r gy  y i el d i m pr ove m ent  (Ri n i  N u H a s a n a h )   7 45  2. 2.   S o f t w a re   d e si gn   Th e  f u n c tion i n g   of   th e  mi cr o c on tr o lle r a n th e  D e lph i   app lic at io ar g i v e n   in   F i g u r e  2.    As i n di cat ed,  t h e f u nct i oni ng  of  t h e  de sig n e d  syst em  has b e e n  b a sed  o n  t h e i n te r f a c e   s o ft wa re  o n  t h De lp hi   Bo r l a n d  sy st e m , t h A t m e g a -16  mi n i mum  sy ste m  as  th pro c e s sor  of  se nsor  in pu t-ou tp u t  da ta , a n   th e  c o n t ro lle r   of   mo tor  d r iv er         Fi gu re  2.  The  f unct i o nin g   o f  mi croc o n tr oll e r   a n d  Del phi   a ppli c a t i o n to  a c t u at e   m o tor       Eac h   o f  t h De l phi a p pl i cat on  an d  mi cr oc ont rol l e r  ha d   t h ei r  o w res p ec t i v e   pe r f o rma n c e .  Th ey  we r e   in te r c onn e c t e d  v i a   U S B th roug h  th e i r r e l a ted  Tx , Rx and  gr oun d.  Pro lif ic   U S S e ri al A d ap t e r   h a s b e e n   u s ed   as  th e d r i v er   o f  th e   US B TT L .  Th e  De lph i  wo rk e d  as a n  in te rfa ce  an d   ma ste r whil e t h e m i c r o c o n t r o ll e r   wo r k ed   a s   t h e   pr oce s s o r  o f  se nso r s dat a   a n cont rol   t h e s w it c h  o f   mot o d r i v er.   The   s o ft wa re  desi g n   i n cl u d e s   t h e  desi g n  of   i n t e rfa ce  pr o g r a m o n   the  Del p hi  B o rl a n d a ppl i c a t i on  syst em a n d t h e  desi g n  of  the  mi cr oc o n tr ol le r p r og ra m t o   p r oce ss t h e se ns or i n p u t - o u tp ut  dat a  u s i n g CV AV R   a ppli c a t io n.   T h De l phi  pr og ra m wa s Wi n dow s O S - b a s e d a s   i t  was  r u o n  P C .   The fl o w cha r t  of     th e   co mpu t e r  pr og r a m m ing i s  g i v e n  i n   Fi gu r e  3,  wh e r eas t h a t   o f  t h e   mic r o c on t r o l le r  pr og r a m m ing i s   sh own  in  Figur e   4 .              F i gu re  3.  Fl o w cha r t  of  the  c o mp ut er  pr o g ra mmi n g   F i gur 4.  Fl o w cha r t  of  the  mi croc o n t r o l l e r   p r o g r a mmi n g       The  De l p hi  i n t e rf ace  h a bee n   di vi de i n t o   t h ree  Ta bshee t s,  as  see n  i n   Fi gu re  5 .  T h e  f i r s t Ta b s heet   ( a ) ha s bee n  u s e d   as  t h e ho mepa ge , w h e r e   the  user c o u l d co nt r o l the  t i me  t h e   sola r   pa ne t o  be  mo ve d .     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   :  74 – 75 1   74 6 The sec o n d  Ta bsh e e t  (b ha s bee n  use d  as the   p o we r g r a phi c fe at ure ,  whi c h w o ul d di spla p o we gra p hi afte r t h e a c t iva t i on  o f   mi croc ont rol l e r, se ns ors  a n d  t h e   D e l phi a p pli c a t ion.  T h re s u l t ed  da ta  co ul d   be  st ore d   and  ope ne d   us ing  Mi croso f t  Exc e l  p r o g ra f o r fu rt he r p r oce s s.   T h e   t h i r d   Ta bs he et  (c ) has  bee n  use d   a s     t h e ma nua l   co n t rol  feat ure ,   wh ic h wa s ma de  s o  t h at  t h s o la r pa nel s  c oul b e  mo ve as  de si re d.        (a)    (b )     (c)       F i gu re  5. Del p hi i n te rfa ce,   (a ) h o me pa ge  co n t rol ,  (b ) p o we g r a p hi c fea t ure ,  (c ma n u a l  c o nt rol   fe at u r e       2.3.  Si mu l a tio n   o f   th e Wh ole   S y stem  Desi gn   The   w hole  sys t em co mp ri ses  t h u n ific at i o n of  the   hard wa re  de si g n  a n d  t h e  s u p p o rt ing  so ft wa re  desi g n It   ha s   be en  si mul a t e d u s i n g the  P r ot e u s soft w a re   a n d by c o n n ec ti n g  the   D e l p hi ap pl i cat i o n .     The sim u l a t i o n  ci rc u i t  de sig n   usi n P r ot eus   s o ft wa re i s  gi ve i n   F i g u r 6.           F i gu re  6. The  w hol e s y ste m   ci rc uit   de si g n   usi n g P r ot eus  soft wa re  si mul a t i o n       De lph i  pr og ra m  to ok  th ro le  as  th e  u s er  in te rf a c e  to   d e t e r m in th e tim in g   o f   m i cr o c on tr o l l e ac ti vat i n g   t o   d r ive   m o t o r. Mot o r was   to  be   act i v at ed  base d o n   t h e   A D C   dat a   re cei ve d by   L D R .   T w o   L D R   sens ors   we re i n st al l e t o   d e te ct   t h e hi g h es t   sol a r int e nsi t y. M o t o r w a s st oppe d once  t h o p t i m i z e d  sola i n te nsi t y  wa fo u n d .   P r ot e u s   si mul a te t h e   fu nc ti o n  of hard wa re c o mp on e n ts suc h   as mi cro c o n tr oll e r,  sens ors ,  mot o dri v er,   a n d DC   mot o r .       3 .   R E S U LTS A ND D I SC U SSI ON  3.1.  Pr ogr am  settin g   Ex pe ri me nt h a s bee n  do ne  b y  c o n n ec ti n g  a l l c o mp o n ent s   of  Fi g u re  1 .  S o la Pane l   Ti me Cha n ger  w a u s ed   to set- up   th e Se tt ing  an ad ju st th e p o r t  i n t o  Pro lif ic  US B TTL  Se r i a l  Por t , as  se en  in  Figu r e  7,   con n ec t i n g  t h e   De l phi  a p pl ic at i on  t o   t h e  m i c r oc ont rol l e r.  A f t e r t h e   c o n n ect i on of al l  c o mpo n e n ts  has   be e n   succe e d ed , a c t i va ti ng t h e  Se tt i ng ma de  t h e pr ogra m   w o rk  t o   moni t o r t h cu rre n t ,  v o l t a ge  a n d   po we gene rat e b y  t h e s o l a panel .   Base on t h e  cho s en t i m e  i n te rval the  sy st em mo d u l c h an ge d t h p o s i t ion   ac cordi n g t o  t h sola int e n s i t y   ca ptu r ed  b y   t h e  L D R  se nsor s.    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       Com p u t e r - base d  s o l a t r ac ki ng  syst em   f o PV e n e r gy   yi el d i m pr ove m ent  (Rini   N u H a s a n a h 7 47      Fi g u re  7 .   Se t-up  s e t ting      3 . 2 .  Mo t o r pow e c o n s ump t io Mot o r t o  ac t u a t e t h e t r a c k i n g s y st e m   ha been   te ste d   by  o p era t in g i t  i n   no -l oa d a nd  u n de r l o a d   con d i t i on s. S o l a pa ne has b e en use d  as mot o r loa d . The   re s u lt of   m o tor  l o adi n g   ex p e ri me nt a r e  gi ven  i n   Tabl e 1.      Ta ble  1.  T h e  p o we r usa g by  mot o r   V a ria b le N o -loa condit i on   L o adi n g  conditio n   Pow e r  ( w a tt)  2. 4 - 5. 4- Curr e n t (am p er e)   0. 2 - 0. 0. 23- 0. 75  Volt age  (volt)  1 2 - 1 8   12- 19       A s  i ndi ca te by  Ta bl 1, t h e   po w e r c o n s u m ed  b y  m o tor  was  re l a t i ve l y  s m al l ,  a s  mot o wa not     t h e mai n   act uat o r. It  has  be e n   use d   onl y i n  t h h y d r a u l i c  flui pu mp  o f  t h a c t u at or.     3.3.  Tr ac ki n g   ex p e r i me nt   The   st at i c  co n d i t ion  of sola r pan e l  was  fa c i ng   n o rt h w a r d s   a t  a n  a n g l e  of  a bout   3 0 °.  The t r ac kin g   con d i t i on  ha been   st a r t e d  w i t h  i n it i a l  posi t i on  of  fac i ng  e a st war d s.  The   tracki n g e x pe ri me nt  has  bee n  d one  by  co nsi d e r i n g  three  di ffere nt  p o si ti ons  o f  t h e  sola r pa ne l;  fa ci ng  so ut h w ar ds,  fa ci n g  n o rt hwa r ds, a n d d u ri ng   t h trac ki n g   from  e a st  t o   we s t  di re ct io n.  Th e  p o w e ge ner a t e by  t h e   sol a panel   is  gi v e n i n   Ta bl 2.  T h dat a   have  bee n  ta ke i n   Ba nt ur vi ll age ,  Ma la n g   re ge nc y of E a st Ja va   p r o v i n c e , wit h   t h e a rth   c o ordi n a t e s o f   18 ’29 . 7” 112 °3 4 4 1 . 0 ”E.  The  te mpe r at u r e   durin g t h e e xpe ri me nt w a s  arou n d   2 4 ° -  33°C .   The  al ti t ude   of  th e  lo c a ti on   w a s 36 0m a b o v e   sea  le v e l.         Tabl 2. T h e  p o we ge nera te d  b y  s o l a pa ne   Ti m e   Pow e r   gene ra ted by  sta tic  solar   p an e l   Pow e r   g e ner a ted by  tra c ke d solar   p an e l      Ti m e   Po wer   gene ra te d b y   sta tic  sola p ane l   Po wer   gene ra te d b y   tr ac ked sola p ane l   09:52: 59  53. 77   47. 43     13:30: 09   57. 9   50. 78   10:10: 38  40. 21   50. 48     13:40: 46   53. 72   56. 62   10:20: 01  56. 94   50. 18     13:50: 35   57. 56   57. 58   10:30: 03  60. 66   50. 48     14:00: 44   53. 72   40. 44   10:41: 23  20. 68   29. 96     14:10: 36   49. 59   45. 24   10:50: 02  43. 43   76. 84     14:20: 44   41. 2   37. 02   10:57: 47  23. 02   78. 15     14:31: 54   33. 3   36. 81   11:11: 23  53. 77   82. 72     14:40: 56   29. 23   36. 4   11:14: 48  53. 17   64. 34     14:51: 32   25. 09   36. 6   11:51: 06  79. 8   81. 34     15:01: 14   13. 97   32. 17   12:12: 17  66. 8   78. 15     15:11: 41   14. 06   31. 43   12:15: 37  62. 87   73. 62     15:21: 07   14. 06   19. 65   12:30: 51  24. 93   71. 14     15:31: 40   13. 88   31. 62   12:40: 36  62. 87   66. 8     15:41: 48   10. 34   27. 5   12:52: 11  62. 87   63. 24     15:51: 29   6. 15. 44   13:01: 47  62. 87   67. 58     15:59: 20   3. 33   3. 75   13:10: 26  62. 5   70. 73     15:59: 21   3. 33   3. 75   13:21: 36  62. 13   66. 02           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  :  74 3 –  75 1   74 8 Ta b l e   2  sh ows t h at po we r g e n e ra ted  by  so l a r   p a n e ls  i n   stati c   c o n d iti on  wa goo en ou gh ,   an al s o   in d i c a t ed  th a t  th e   so lar   p a n e l   w a s in  goo po siti o n  t o   re c e ive  th e co ming  su n lig h t . H o w e v e r, th e tr ac k e d   so l a r   pa nel  re s u lt ed i n  hi g h er  ge ner a t e d po w e r ,   a s   i n   t h is c o ndi ti o n  the   s o l a pan e l s   r ece i v e   l o n g er   su nl ig ht .     3. 4.   C o mp ari s on  o f  s t a t ic  p a ne and  tr ac k e d  p a n e l   The  gra p hic a l  re sul t s   of  ge ne r a t e po we r   un der t h e st at i c  p a ne l c o ndi t i on f a c i n g  s out hwa r ds ,  fac i n g   no rt h w a r ds , a n d usi n t h e tr ac k e d   s o l a pane l ,   a r e  gi ve n   i n  F i gu r e  8.   Usi n g   t h e   tr ac ki n g   s y ste m ,   t h e  gene r a t e d p o we c oul d be i n cr ease d  or  o p ti miz e d.  This opt i m i z a t io n   wo ul d   r e s u l t   i n   mo re ge ner a t e d pow e r  per da y.   The   o p ti mi zat i on  pe rce n ta g e   c o uld be f o u n d   o u t   usi n (1 ) .         %           10 0%  (1 )           Fi gu re  8.   Com p ar is on  be t w ee sta t ic  pa ne l  a n d   tr ac ke d  pa ne l  re su l t s       Usi n g ( 1 ), t h e r e sul t e d  o p t i mi za ti on of   t h ge ner a t e d po we r   is give i n   F i g u r e   1 1 .           Fi gu re  9.  G r a p hic a l   r e s u lt s of  t h e ge ne r a t e pow e r   o p ti miz a t i on       As s how i n  F i gu re  9 ,  at  09: 00: 00 a n d 1 0 : 1 0:0 0  t h e r e we r e  no  p o we r o p t i mi za t i on bec a u se a t  t h o s e   mome nt t h sol a r  pa ne ls t r ac kin g   w oul d f ace   e a st war d s  b u t  not  be  c o m p le te l y   i l l u m i n at ed  bec a u se o f     th e   w a ll  sh adow  on   t h e   te sting  si te In  th e   af te rnoo n  t h e   sol a r  p a n e ls woul d  fa c e  no r t h w a r d s  an sta r ted  no t   ge tt i ng su nl ig h t , maki ng t h e po we va l u e  d r o p p e d H o we ver ,  un de r   t h e  t r ac kin g   p o si t i on t h e pa nel   st il l   got   sunl i ght ,   so   t h e  o p ti mi zed  val u was q u i t e  la rge .   To  fi nd  out  t h e  p r o d u c e d  ene r gy pe d a y, t h e  o b ta ine d  po w e val u e s h oul be m u lt i p li e d  b y  the  ti me  du ri n g   w h i c h t h e   s o l a r  pa ne l  wa s w o r k i n g.  U nde r   t h e   t r a c ki n g  po si ti on,  t h val u e  mu st  be  re duc e d   b y  t h e   en e r gy   c o n s ume d  by  t h e  mo t o r a nd  micr o c on tr o lle r. Th e t o ta l g e ne r a t e e n e r g y   p e r   d a h a s b e e n   a p p r oxima te d usi n t h e R i e m a n su m me tho d ,  gi vi n g   t h e o p t i mi zed  gene rat e d  e n e r gy  per  da y [ 2 7- 3 0 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In J  P o w  Elec  & Dri  Sy st   I SSN : 208 8-8 6 9 4       C o m put er - bas ed  s o lar  t r ack i ng   syst em   for   PV e n e r gy  y i el d i m pr ove m ent  (Ri n i  N u H a s a n a h )   7 49  The   i m pl ement a t i on o f  t h e R i e m a n s u m me tho d  o n  t h e  g r a phi ca l re sult s o f  ge ner a t e po wer  usi n g th e   s t at i c   pa nel   a nd t h at  usi n t h e tr ac k e d pane l a r e gi ven  in  Fi g u re   1 0  a n d   1 1  c o nse c ut i v el y.           F i gu r e  1 0 .   R i e m an s u m   met h o d  o n  the   ge n e rat e d p o we r  u s i ng t h e st at i c   panel           Fi g u r e  11 Ri e m ann   su me t h od  on  t h e   g e ner a te d   po w e r usin g th e   tra c k e d   p a n e     A s  se en  in F i gu r e   10  an d 11 , th e  li n e a r  reg r ess i o n  mad e  the  po w e r   v a lu e s  lo ok  more  st a b l e  w i t h  n o   dr ast i c ,   b u t  g r adua dr o p   or  i n cr ea se   o f  p o w er . T h e st ep - b y - ste p   c a l c ul at i on r e sul t s  o f  the   dai l p r oduc e d   e n er g y  is sh o w n  in  Tabl e 3.   B a sed  o n   Ta b l e 3, c o m p a r i n t h e  tot a l  ge n e ra te e n e r g y  usi n t h e st a t i c  pa nel   an th e  tra c k e d   p a n e l  r e su lte i n  th e op tim iz ati o n  a s   mu c h  as  16 .5 1%     Tabl 3. T o ta l  ene r g y  ge ne ra t e d by  the  pa ne l   T i m e   U s ing sta tic   pa nel   U s ing t r a c ke pa nel   09.00 10. 00  15. 99   51. 08   10.00 11. 00  57. 26   78. 15   11.00 12. 00  68. 77   81. 34   12.00 13. 00  70. 73   81. 34   13.00 14. 00  62. 5   57. 58   14.00 15. 00  53. 4   36. 99   15.00 16. 00  20. 88   17. 58   T o tal  352. 86  W- da y  4 24. 05  W-da y       4 .  C O NC LU SION  Th e   u s e of  a  co mp u t e r -b as e d  t r a c k i n g sy st em  mad e  th o b s er v a tion of  th e po w e r prod uce d   b y  so l a pa nel s  a nd  t h e  da ta  st ori ng e a si er.  The   use  of a  l i n ea r  a c t u at o r   as a  d r i v er  wa s t h ri g h ch oi ce  bec a u se  o f     th e  sma ll p o we r u s ag by  the   mo tor .  Th e  mo t o c o u l d be   c o n t ro lle d w ith   an  A t meg a 16 -con tr o l l e d H- Br idg e   c i r c ui t ,  a n d  a   t i me cha nge r s o l a pa nel  p r o g ra m as t h e m a st er   mi n d .  T h e pe rf or ma nce   of t h e t r a c k i n g  syst em   wa q u i t e  g o od,  beca use the   t r a c ki n g   s y st em e n abl e d the   s o l a r   pa nel   r ece i v e   sunl i ght l o n g e r  t h a n   w h e n  it  was  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   :  74 – 75 1   75 0 i n   a  st a t i c  c ondi t i on.  When  u s i ng  a  sin g l e -a xi s t r a c ki ng , t h e r e   w a s a n  inc r ea se i n   ge nera t e d ene r gy c o mpa r e d   t o  st at ic  sol a p a ne l, me a n i n g   an  opt i m i z at io of sol a po w e prod uc ti o n     RE FERE NC E S   [1]   K i rari  J. K . ,   et a l , “ S u p p o r t i ng In d o n e si a ren e wa b l e e n e r g y   de v e lo pm e n t   in  re m o te   a n ru ra l a r e a s   t h r ough   inn ovativ e  fun d i ng, ”  Ind o n e sia  Develop men t  Fo ru 2 0 1 8 . Jakar t a,  p p .  10-1 1   J u l 20 18 .   [2]   P w C Ind ones i P o wer Indu stry Survey–A PLSI,   Al te rna t in g  c u r r e n t s : In do ne sian   p o we r in du st ry   surv e y  20 18 ,”  Ju ly  20 18 2 n d  ed it io n. Ja kart a: P T  Price w a t e r ho u s e  Coo p e r s Ind one sia .  2 0 1 8 [3]   K i ta ev a M . V . et  al , “S o l ar t r ack e r ,”  Sib e ri an J o u r n a l  of Sc ie nc e ,  vol .   3,  no. 4,   2 0 1 2 .   [4]   Sm i r no v A. A,   et a l , “D esigning   in tegr ated  P V  fa cili ty w i th  d u a l -a xi s so la r t r ac kin g  syste m  m o u n t e d  on th e sou t b u ilding  fac e ,   I E EE Conferen ce s , Ch ely a bin s k :   S o uth U r al S t ate  U n iversity , Ru s s ian  Fed e r a tion pp . 1 - 4 ,   201 7 .     [5]   S h a r ma V . , Tay a l V.K,  “H ard w are imp l e m en tati on  of su n track in g so lar p a ne l u s ing   8 0 5 1 -micro con t ro ller,   20 1 7   6t Int e rn a t i onal  Co nf e r e n c e   o n  Re lia b ilit y,   Inf o c o m Te c h n o lo gi e s  an O p ti mi zat i o n  ( T re n d s a n d  F u t u re   D i recti o ns ) (IC RITO) , p p .  48 3 –486 ,   2 0 1 7 .   [6]   N a nda  L. ,  D a sg upta  A . ,   Rou t   U.K . ,   “S mart  s o lar  tr acking   sy stem  fo op ti m a po wer  g e n e r a tion ,”   2 0 17 3 r In tern atio na l Co nfer enc e  o n  Co mp utation a l  Inte llig en ce  &  Co mmu nication  T ech n o log y   (CICT ) ,   pp . 1 5 ,  20 17 .   [7]   D a s S ., S a dh P .,  Pa l N . Mu kh erje e S ,   “S in gle  axis   a u tom a t i c so l a t r a c k ing sy ste m  usin m i c r oc ontro lle r,  Ind o n e s ia n J o urna l   o f  E l e c t r ic a l   E n g i n e e r i n g an Co mpu t e r  Sci e n c e ,  v o . 12 n o .  12,  pp.  80 28 -80 32,  20 14.  [8]   Hasanah R. N.,  Put r i S. I.,  Suyono H,  “Opt i m i z ati o n of  sun-t r acker positioni ng usi n takagi-su g eno  fuzzy-logic  method ,”   App l ie d  Mech an ics  an d M a teria l s ,  vol. 7 8 5 ,   p p . 2 3 1 - 235,  2 0 1 5 [9]   Whava l e   S ,   D h aval ik ar   M . ,   “A  rev i ew of  ad ap tive  so lar  tr acki n g   fo p e rform a n ce  enhan c e m en t o f  s o lar  po wer   p l ant , ”  Pro c e e d i n g s  of th e 20 18  IEEE  Int e rn ation a l Con f er en ce on  Sm ar City a n d  Em e r ging  T echn o lo g y   (ICSCET) ,  Mu mba ,  Indi a, p p .  1-8 ,  20 18.  [10]   Sha r m a  A, Va idya   V,  Jam u n a   K. ,   D e s i gn o f   a n  a u t o ma tic  sol a r t r a c k in g  c ontro l l er: So la r t r ac ki ng c o n t rolle r,”  Proceed in gs  of  th e 20 17  I E E E   In tern atio na l C o nfer enc e  o n   P o wer  an d Embe d d ed  Dr ive  Co n t r o l (ICPEDC) Che n n a i,  Indi a ,   p p .  50 5- 51 0 ,  201 7.  [11]   Mo ha i m in AH,   et a l , “ D e s ig a n d  fa b r ic at io n of  si ng le -a xi s  a n du a l -a x i so la tra c k in g sy st e m s, “ Proceed in gs  o f   the  2 0 1 8   IE EE S t uden t  Co nferen ce  on   Res e arch  an d Deve lo pm e n t ( SCO R eD), Se l a ng or, M a lays ia,   p p .  1-4 ,   20 18 .   [12]   S a la m a  HA E,   Taha  ATM ,  “P rac t ic al imp l em enta tion of  du a l   ax is  so lar po wer   tr ac king sy stem ,”   Pr oceed in gs  of  th e   2 018  IEEE  T w entie t h In ter natio na M i d d le  East Pow e Sys t ems  Co nfer ence  (M EPCO N) ,  Ca iro ,   E gyp t,    pp .  4 4 6 -4 51,  2 018 [13]   M u s t afa F I et a l , “Dir ec t  and   in direc t  s e n s ing   t w o - axis so lar  tr a c king  sys t em,”   Pr oceed in gs o f  th 2 0 1 7  IEEE 8t In tern atio na l R e newab l e  Ener g y   Co ngr ess  (IREC ) ,  Am ma n, Jord an,  pp. 1-4 ,   2 0 1 7 .   [14]   S a njaya J ,   et a l ,  “Implementation of sol a r tr ack in g s y s t em to  max i m i z e  en erg y   abso rptio n  in  w i reless  sens or   ne t w ork ,   Pr oc eeding s  of th e  20 18   10 th   In tern atio na l Co n f er ence  on   Infor m a t ion T echno lo g y  and   E l ec tr ica l   Engine er in g (IC IT EE) ,   pp.  5 7 7 -580 ,  2 0 18.  [15]   Zhang  Q - X.,  Y u   H-Y., Zhang  Q-Y.,  Zha ng Z - Y.  Sha o   C-H.,   Ya ng  D, “ A  sola r a u t o ma t i c t r ac ki ng sy st e m  t h a t   g e nera tes  po wer   fo r ligh ting  gr ee nh ou ses , ”  En erg i es ,  vo l.   8,   pp.  7 3 6 7 - 738 0,  20 15 .   [16]   Sa la so vi c h  J. et al ,   F e a s ib ill it y  st ud y of ec on om ic a n pe rfo rm a n ce   p hoto v o l t a ic s.   NREL,”   T P -7 A4 0-5 8 4 8 0 ,   2 013 .   [17]   J a li l S M ,   et al , “D esig n of m a x i mum po wer po int  tr acking  fo s o lar col l e c tor d r y i ng  sys t em:  A n  exp e riment al  s t u dy, ”  Inte rn at io na J o urna l o f  P o we El e c tr on ics  an d D r iv e Sys t ems  (IJPEDS ) ,   vo l.  9 ,   no . 4 ,  pp 1 799 -18 0 3 , 20 18 .   [18]   A bdu lrazz aq   A A , A l i A H .,   E f f icien c y  perfo r m ances  o f   two   M P P T   algo rithms  fo P V  sys t em   with  diff eren t so lar  pa n e l s  irra dia n ce s,   Internation a l Journal  of  P o w e Ele c t r o nics  an d  D r i v e S y ste m ( I J PE D S ) vo l.  9 ,  no.   4, pp.   17 5 5 -1 76 4,  20 18.   [19]   A r if  EM H,   et  a l “An eff i c i ent   micro c o n troller- bas e d su n track er  co n t rol   fo r s o lar  cell s y s t e m s,”   In ter natio na J o u r na l o f  Ele ctri c a l  an d  Co mp ut e r   E ngi ne e r in (IJ E C E ) ,  v o l .   9, no .  4,  P a rt  I ,  pp .   2 7 4 3 - 27 50 , 2 0 19.    [20]   Y ogan a nd in i AP , An itha  GS , “A  cost  eff e c t iv e c o mp uta tiona l d e sign  o f  max i mu po wer  poin t  tr acking  fo ph oto - v o ltaic  ce ll,”  Inter n a t ion a l Jour na o f  Ele c tri c al and   Com p u t er  En gin e ering   (I JECE) v o l. 9, no.  2 ,  pp . 85 1-8 60,  2 019 .   [21]   Ka sse m  A,  H a ma d M.,   A  mi c r o c on tro lle r-b a s ed  m u lt i-fu nct i o n   so la r t r ac ki ng sy ste m ,”   Pr oceed in gs of  the  201 1   I E E E  I n te rn ationa l  S y ste m C o nf e r e n ce , Mon t re a l , QC,  Ca n a d a pp .  13 -16,   2 0 11.  [22]   Lokes h  A,   et  a l , “ S ol a r   Trac k i n g  Sy st e m   usin Mic r o c on trol le r, ”  P r o c eed in gs  of  th e 2 0 1 8  In tern atio na l Co nf e r enc e   o n  In ven tiv e   Res e ar ch in  Co mputing A ppli c a t ions  (ICIR CA) ,  pp.  1 0 94 -1 09 8,  20 18.    [23]   Stj e p a no vi ć  A,  et  al , “Mi c ro co ntro ll er   b a sed  so lar  tr ack ing   s y s t em ,”   Pr oc eeding s  of   the  20 09  IEE E  9 t Int e rnati o nal C o nference  on  Tel e co mmunication  in Modern Sat e llit e, Ca ble, and  Broadc ast i ng Servi c e s ,  Nis,  S e rbia,   p p .  51 8- 52 1, 20 09 .   [24]   Morón C,   et a l ,   N e w   p r ot ot ype  of  ph ot ov o lta ic   s o la t r a c k e r   ba sed  o n  a r d u i n o ,  Ene r gi e s vo l.  1 0 , n o .  9 ,  p p 12 98 ,   2 017 .   [25]   Zuhal ER,   M a r a ng ozo g lu , S. , “N ew  d e sign f o r solar  p a nel  track ing  s y stem  b a sed  on  so la calcul a tion s ,   Proceed in gs  of  th e 20 18  IEEE  61s Inter n a t io na Midwest S y m p o s ium  on  Cir c uits  an d S y stem ( MWSCA S ) .   Wind so r, O N ,  C a n a da pp .  10 42 -1 04 5,  20 18 .   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       Com p u t e r - base d  s o l a t r ac ki ng  syst em   f o PV e n e r gy   yi el d i m pr ove m ent  (Rini   N u H a s a n a h 7 51  [26]   X i ng  Z.,  “Res ea rch  and  d e sign   of con t ro l sy ste m   o f  th e   s o la r p a nel  tr acking ,   P r o c e e d in gs o f  t h 20 16 IEEE  Ad v a nce d  In fo r m at io n  Ma na ge me n t ,  Co mmu n ic at e s ,   E l e c t ron i c  a n d  A u t o ma tion  Co nt ro l C o n f e r e n ce  (IMCEC) X i ’an,  Ch ina ,   pp .  13 84 -138 8 ,   20 16.   [27]   M a saro va R,  Ku rn ato v a J . “G en eralized  Rieman n integr al  in   the   a n aly s is o f  dy n a mic s y s t ems , ”  Pr ocee eding s  o f   the  20 12  15 th   I n ter n a tio na l Co n f er e n c e   o n  Inte ra c t iv e  Colla b o r ativ e L e ar ning  ( I CL ) .  Vill ac h,  Au st ria ,  p p .   1-3 ,   2 012 .   [28]   S u  C - L,  C h en  C - J ,  L e e C - C . “F ast  Ev a l u a t i on  M e th ods  f o r  V o l t a ge  S a gs   in  S h i p  E l e c tr i c a l   Po wer   S y s t ems, ”  IEEE  T r a n s a ctio ns on  Ind u stry Ap plica t io ns , v o l .   4 9 , n o .  1 ,  pp.   2 3 3 -2 41, 20 13 [29]   Etien e  T ,  Jö ns so n D ,  Ro pin s k i   T, S c h e id egger  C,  Co mba JLD,  Nonato LG , K i r b RM Ynn e rm an A ,  S i lva  C T “V erifying  Vo lu me   R e nder i ng   Us in g D i s c retiz a tio n  Error  A n a l ysis,   IEEE  T r a n s a ctio ns on  Visu aliza t ion   an Computer  Gr aphic s , v o l .  2 0 ,  n o .  1,   pp .  14 0-1 5 4 ,   20 14 .   [30]   Li u W,   T a ra si uk T,  Su C-L ,  Gorn ia k  M,   Sa vag h e b i M,   Va squ e z   JC,  Gue rre ro  JM. ,  “ A E v a l ua t i o n  Met h o d  fo V o ltage D i ps   in a S h ipb o ard   M i cro g rid Un de r Qu as i-Ba l a nce d  an Un bal a n ced  Voltage Co ndit ions,”  IEEE  T r a n s a ctio ns on  Ind u strial  Elec t r o n i cs ,  vo l.   66 ,  n o .  1 0 ,   pp .  76 83 - 7 6 93,  20 19 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.