Internati o nal  Journal of P o wer Elect roni cs an d  Drive  S y ste m  (I JPE D S)  Vol.  6, No. 4, Decem ber  2015, pp. 712~ 722  I S SN : 208 8-8 6 9 4           7 12     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJPEDS  Partial Shading in Building Integrated PV System: Causes,  Effects and Mitigating Techniques      Za i n a l  S a la m 1, 2 , Z u lkifli Ramli 3 , Jubaer  Ahmed 1 , Muh a mm ad Am ja d 4   1  Center of  Electrical En erg y  S y s t ems, Faculty  of   Electrical Eng i n eer ing ,  Univ eristi Teknologi Malay s ia,    81310 Johor Bahru, Malay s ia  2  Insitute of  Futu re En erg y , Univ eristi Te kno logi  Malay s ia, 81310  J ohor Bahru ,  M a lay s ia  3  Facul t y  of  El ec tric al  Engin eerin g, Universi ti  Tek n ikal  Mala ysi a ,   Melaka , Air  Ker oh, Mel a ka , Ma l a y s i a   4  College o f  Eng i neer ing and  Technolog y ,   The Islami a University   of Bahawal pur, Bahawalpur ,  Pakistan       Article Info    A B STRAC T  Article histo r y:  Received  J u l 22, 2015  Rev i sed  Sep  15 , 20 15  Accepte d Oct 2, 2015      This paper  is aimed to provide  a ho listic unders tanding on th e issues related   to parti a l shadin g: its causes,  th e theor e ti cal  and  ph y s ic al re ason s behind it,   its im plic ations  on the BIPV s y stem . Furtherm ore th e possible  m itigati o n   techn i ques using  the softwar e  (M PPT) a nd hardw a re solutions ar e discussed.  Finally  an  example is given to  illustrate  the impact of partial shad ing and th e  econom ic ben e fits of em plo y ing v a rious  parti a l shading  m itigation   techn i ques into t h e BIPV sy stem  To ai d the unfa m iliar read ers in this subject ,   a brief bu t  comprehensive overv iew of im portant  PV concepts  are  also giv e n.   Keyword:  In verte r   MPPT   Partial Sh ad ing  Pho t ov o ltaic  Solar Ene r gy   Copyright ©  201 5 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d .  Co rresp ond i ng  Autho r :  Zain al Salam ,    Center  of Electrical Ene r gy  Syste m s,  Faculty of Electrical Engineeri n g,      Un i v eristi Tekn o l o g i  Malaysia,     8 131 0 Joho r B a h r u ,  Malaysia.     Em a il: zain a ls @fk e .u tm . m y       1.   INTRODUCTION  As a rene wa ble source, the s o lar photovolt a ic (PV)  has attracted consi d erable interest  for se veral   reason s:  1 )  th e con tin uou s  d e clin e in  t h e  pri ce of PV m o dules,  2) the  mature a n d  reliable electronic  powe r  co nv ersion  tech no log y , 3) the si m p le in sta llatio n  p r o cess an d  low m a i n ten a n ce co st  4 )  en v i ron m en tally   fri en dl y .  I n  ad di t i on t o  t h ese ,   m a ny  count ri es have i n t r o d u ced  vari ous i n cent i v e  pr o g r a m s  such as fe ed-i n- tariff, tax brea ks a n d initial inve stm e nt reba tes to acceler ate the  growth of this indus t r y. In  recent  years,  one   ap p lication  th at h a s  g a in ed  i mmen s e atten tio n  is th e  bu ild ing  in teg r ated PV (BIPV)  [1]. Besid e s  p r ov id eing  ener gy  t o  t h e  bui l d i n g ,  B I P V  has  ot he r i n here nt  eco n o m i c pot ent i a l :  t h e  m odul es ca n  serve as t h e st ruct ura l   el em ent s  and  red u ces c once n t r at i o ns o f  a dde d  wei g ht  on  roofs.  In cases where  the feed-in-t a riff is   i m p l e m en ted ,  t h e bu ild ing  can  g e n e rate sufficien t  in co m e  t o  p a y-b ack  its PV inv e stm e n t  co st—u su ally  wit h   sizeable profit  margin.  Despite the s e  adva ntage s , the BIPV in  urban area s faces  considera b le c h allenge s— pri m arily due to  p a rtial sh ad ing fro m  th e tall er adj acen t  build in g s , el ectrical u tility to w e rs, tran sm issi o n  cab les, telep hone  poles , a n tennas , trees  etc.  In  many cases, t h e structure s  a r e  n o t   prese n t   d u r i n g t h e   pl an ni ng  a n d  de si g n   st ages,  but are erecte d  after the PV s y ste m  has been commissione d. As a res u lt,  the BIPV  has to endure the s h adi ng  t h r o u g h o u t  i t s  servi ce l i f et i m e. D u ri ng  part i a l  shadi n g ,  i . e.  whe n   one  or  m o re  m odul es  expe ri ence  di f f e rent   i rradi a n ce t h a n  t h e rest  of t h e array ,  t h e by pass di ode  of  t h e  m odul e i s  act i v at ed, t h us  causi n g  t h e shade d   m odul e t o   be  by passe d.  T h e  o p erat i o n ca u s es t h e   P-V  c u rve  t o  c o nt ai n  num ero u s m a xim a  poi nt s  wi t h   on e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4       Pa rtia l  S had ing  in Bu ild ing   In teg r a t ed PV  System: C a u s es, Effects a nd Mitig a tin g .... (Zain a l   S a l a m )   71 3 g l ob al p e ak .  If th e inv e rter is no t equ i pp ed with  an  MPPT th at cou l d   differen tiate b e t w een th e lo cal  and  g l ob al p eaks, th ere is a p o s sib ility fo r th e alg o rith m   to  b e  trap p e d  in  one o f  th e fo rm e r , th us cau sing th e  p o wer to  dro p . It is statistical ly rep o rted  in  t h at th e en erg y  lo ss du e to   p a rtial sh asd i ng  can  v a ry fro m  1 0  to   7 0 % [2 ].     Desp ite  b e ing   well-do cu m e n t ed  in  literatures [3 ], m a n y  are n o t  aware  o f  th e adv a n t ag es th at can   b e   obt ai ne d  by  i m pl em ent i ng  cert a i n   part i a l   sha d i n g m i ti gat i on m easures  i n t o  t h ei r B I P V  sy st em . W i t h  t h i s   h i nd sigh t in  p e rsp ectiv e, th is p a p e r d i scu sses th e cau se s, affects of p a rtial sh ad ing  and   m o re i m p o r tan tly  th e  strateg i es fo r i t s  m i tig atio n .   A case stud y is g i v e n  t o  illu strate th e  b e n e fits of em p l o y in g   v a ri o u s p a rtial  sha d i n g m i ti gat i on t ech ni ques .  It  i s  e n vi sage d t h at  t h i s   wo r k   wo ul d  be  a  v a l u abl e   on e-st o p   refe rence  so u r ce t o   en ab le PV research ers, system d e sig n e rs an d   p r ac titio n e rs  m a k i n g  m o re in form ed  d ecisio n s  in  desig n i ng  BIPV system  t h at is su bj ected  to p a rtial sh ad ing .       2.   SYSTE M  O V ERVIEW     2. 1.   BIPV S y s t em  Configur ation   The B I PV i s  t h e i n t e grat i o n  of  PV cel l s / m od ul es i n t o  t h e  bui l d i n g en ve l ope t o  bec o m e  part   of t h e   st ruct u r e  [4] .   Fi gu re 1 sh o w s  a sim p li fi ed di agram  of a B I PV fo r a t y pi cal   resi de nt i a l  ho m e . The  m odul es are  arra nge d i n  ser i es st ri ngs t o  a c hi eve t h e re q u i r e d  w o r k i n g di rect  (dc )  v o l t a ge. T o  i n crea se t h e po wer ,  severa l   of the s e strings  are connecte d  in paralle l to form  an array.  Since m o st ele c trical ap p liances run  on  altern ating  (ac)  v o l t a ge,  t h e dc  p o we r e x t r act ed  fr om  t h e m odul es i s  c o nve rt ed  t o  ac  u s i n g  an  i n vert e r  [ 5 ] .           Fi gu re  1.    A T y pi cal  B I PV  sy st em  confi g u r a t i o n       2. 2.   The  I–V  an d  P–V  Cur v e an d  MPPT   In i t s  m o st  bas i c fo rm , a PV  m odul e ( o r cel l )  can  be  m odel l e d as a c u r r e n t  s o u r ce t h at  i s  de pe nde n t   on t h e s o lar irradiance  ( G ) a n d tem p erature  ( T ) .  T h e va ri at i on i n   G  and   T  r e su lts in  non- lin ear   I– V  and  P–V   cu rv es as sh ow n in   Figu r e   2 ( a)  an d  (b ),  resp ectiv ely.   A t  an y tim e, th ere ex ists a  un iqu e   o p e rating   po in t, at   wh ich  th e  p o wer is at t h e  p e ak   (MPP).  Du e  to  th e d y n a m i c s  of  G  an d  T ,  a  MPP trac ke r  (MPPT) is nee d ed to  ens u re m a xim u m  power is ext r acted  from  th e m odules  unde r a n y environm ental condition.  The M PPT ca n be cat e g o r i z ed i n t o  t h e co nve nt i o nal  an d  no n c o n v e n t i onal .   The  wo r k  i n  [ 6 ]  ha ve   revie w ed the c o nve n tional M PPT m e thods   whic h incl ude   the Pert urb a nd Observe d  (P& O )  [7], Hill Clim bing   ( H C) an d In cre m en tal Co ndu ctan ce (IC),  as well as th e lesser  kno wn Rip p l e Correlatio n ,   Op en  Circu it  Vo ltag e , Sh ort  Circu it Cu rren t and  Slid i n g   Co n t ro l.  Th e  no n- co nv en tio nal MPP m e th od s ar e  b a sed   on  so f t - com put i ng,  w h i c h rel i e s m a i n l y  on t h e sea r c h  an d  opt i m i z at i on ap p r oac h   [8] - [ 1 0 ] .  Am o ng t h e co n v ent i onal   MPPT, t h e P&O is th e m o st wid e ly u s ed   [11 ] . Th e  g o a l  o f  th e algorith m   is to  po sition  t h e  o p e rating   po in t as  clo s est as  po ssib le to  t h e MPP b y  clim b i n g   th e slop e  of the  P-V  curve.  It  calculates the   powe r ( P ) by   s e nsi n g   th e vo ltag e  ( V)  o f  t h e  P V  ar ra y ;  t h en i t  p r ovi des a  pe rt u r bat i on  ( ϕ ) i n   V ,  ba sed  o n  t h e  cha nge  o f   p o we r, i . e.     new ol d o l d new o l d o l d =X +      ( i f   > )        [     ] =-       ( i f   < ) X sl ope P P Whe r e   X =   V   or  I   or  D X X sl ope P P   (1 )     whe r e, the sl ope indicates the direction  of t h e pe rturbation. Clearly, the size of  ϕ  is cru c ial; if  ϕ   is larg e, th e  co nv erg e n ce is fast,  bu t it resu lts in  larg e fluctu atio n  i n   P  a n d vice  ve rsa.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  6 ,   No .  4 ,  D ecem b er  2 015  :   71 2 – 722  71 4   (a)     (b )     Figu re  2.  (a ) T h e  I–V  and  P–V  cu rve s   un der  va ry i n g   G .  (b)  I– V  an d  P– V   c u r v es u nde r di f f ere n t   T       3.   PV CH AR A C TERISTIC S  DU RI NG PA RTIAL SH A D IN G     3. 1.   Parti a l Shadi n g  Phenomena  In  B I PV, th e  main  cau se  o f   p a rtial sh ad ing is th e ob stru ct io n s   fro m  th e su rroun d i ng  bu ild ing s , and  o t h e r  tall str u ctu r es  su ch  as tr ees, telephon e  p o l e, tr an smissio n  lin es  an d an ten n a s. Par tial sh ad i n g- lik e  characte r istics is also exhibited by m odule  irregularitie s s u ch a s  crac ks. Practically, every m odule i s  fitted  wi t h  a  by pass  di o d e t o  a voi d  a h o t  s pot   (i .e.   conce n t r at i o n  of  cu rre nt  i n t o   one  m odul e)  i f  any   of  t h e m odul e i s   sha d ed.  When the entire PV string  e xpe ri e n ce a u n i f orm  i rradi a n ce ( w hi ch  is th e  n o rm al  co n d ition), th e  b y p a ss  d i od e re m a in s o ff  d u e  to  th e eq u i po t e n tial acro ss its ter m in als. In  th is case, th e  P–V  curve e xhi bits the  no rm al  si ngl e peak c h a r act er i s t i c s, as sho w n by  C u r v e ( 1 )  of  Fi g u re  3(c ) .  When  pa rt i a l  sha d i n g occ u r s , t h e   pot e n t i a l  di ffe rence t r i gge rs  t h e by pas s  di o d e, ca usi n g t h e cur r ent  t o   b e  di vert e d  aw ay  from  t h e shade d   m odule. Since   the s h ade d  m odule is  short circuited,  the  vol t age across  it ceases to   ze ro. Conse q uently, the  P– V  cu rv e is ch aracterized  b y  sev e ral lo cal and  a g l o b a l p e ak , as illu strated  b y  Cu rv e (2). A goo d  MPPT is  expect e d  t r ac k  t h e gl obal ,  w h i l e  av oi di n g  a n y  o f  t h e l o cal  pea k ..  U n f o rt unat e l y , f o r t h e co nve nt i o nal  M P P T   (suc h as P&O), once it locates a particul ar peak (re ga rdless  whethe r it is gl o b a l or lo cal),  th e alg o rith m  f o rces  th e op eratin g po in t to go   fo rth and   b ackwards aro und  th e p e rceiv e d  MPP, cau s ing   po wer l o ss.          Fi gu re  3  (a)  P V   un de r  pat i a l  sha d i n g ( b ) t h e  res u l t i ng  I– V  (c)   P– V  cu rv e      4.   PARTI A L SH ADI NG   M I TI GATIO N    To m i tigate the effect of pa rt ial shading, t h ree ap p r oaches  are p o ssi bl e .  F i rst  i s  by  by  addi ng m o re   in tellig en ce to th e P&O to   en ab le it t o   d i fferen tiate b e t w een  th e lo cal an d g l o b a l  p e ak. Altern ativ ely, soft   co m p u tin g  tech n i q u e s can   b e  u tilized  to  scan  th e en tire  (or p a rt  o f  t h e)  PV curv e in   o r der to  locate th e g l ob al  p eak. In  bo th   cases, on ly  mo d i f i catio n s  in th e so f t w a r e , i.e. th e MPPT co d e s ar e necessar y . Th e  second  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4       Pa rtia l  S had ing  in Bu ild ing   In teg r a t ed PV  System: C a u s es, Effects a nd Mitig a tin g .... (Zain a l   S a l a m )   71 5 ap pro ach  is to retro f it th e in v e rter/conv ert e r with  d e dicated energy rec ove ry ci rcu it to  h a rv est wh atev er  energy is available from  the  sha d ed  m odule s . It ens u res that powe r  from  the shade d  m o dule is utilized by   b a lan c ing th e to tal curren t  t h at flow i n to  t h e PV stri n g . Th e t h ird ap proach  is to   fit a  sm a ll in v e rter  to  each  m odul e,  kn ow n as  t h e m i cro- i nve rt er.  I n  t h i s  m e t hod, t h e c e nt ral  i n ve rt er  i s  n o  l o n g er  re qui red  beca use  eve r y   micro - inv e rter  is in d i v i du ally co nn ected d i rectly to  th e  g r id.       4. 1.   Mo dified P & O  Pat e l  &  Aga r w a l  [1 2]   pr op ose d  a  t w o-m ode  m odi fi ed P& O   t h at   di vi des t h e M P P t r ac ki ng  i n t o  m a i n   p a rts: th e  g l obal an d  th e l o cal  track ing  m o d e . Th e  form er is u s ed  to   b r ing  t h e op eratin g   po in t to  the v i ci n ity o f   th e g l ob al  p e ak ,  wh ile th e lat t er is d e sign ed to  m a in tain  the o p e rating  po i n t on ce th e  g l ob al p e ak  is d e t ected .   To  a v oi d   t h e s canni ng  of   t h e ent i r e vol t a ge spa n ,  t w o   cr itical steps a r e ta ken:  1) t h e  pea k s a r e a ssum e d to  be   at th e  m u ltip les o f   80 % of  V oc   and 2 )  t h e m i ni m u m  di spl acem e nt  bet w ee n successi ve pe aks is approxi m atel y  80 % of  V oc . F u rt herem o e, t h e det ect i on o f   t h e part i a l  sha d i n g i s  t r i gge r e d by  a t h res h ol d val u e  ∆ P cri t . If the  p o wer ch an g e   is larg er th an   ∆ P crit  th en   p a rt ial sh ad ing  is assu m e d  to  h a v e  o c cu rred , pro m p tin g  algo rith m  to   j u m p  in to  th e  g l ob al m o d e . On ce  with in  the v i cin ity o f  the g l ob al p eak,  th e alg o rith m   switch e s  o v e r  to  th e  lo cal m o d e , wh ich  is t h e co nv en tion a l P&O. It stays  th ere un til a n e w partial sh ad i n g  co nd itio n is d e tected.  Sim ilar tracking m e thod is also presente d in [13]. Ho we ver, unlike the duty cycle  is  utilized as the  m a in   cont rol  varia b le; thus it can  be categor ized a s  the hill cli m bing.  In anothe r work [14], t h e  P&O is  re placed by   the IC t o   perform  the search  mechan i s m ,  whi l e  t h e  pr oce d ure t o   di st i n g u i s h  bet w ee n l o c a l  and  gl obal   p eak i s   si m ilar to  [13 ] .       4. 2.   Soft Compu t i n g   So ft co m p u tin g  is an   opti m izatio n  tech n i q u e  th at  ex h i b its n a tural ab ility to  search  fo r  m i nim a /m i n ima poi nt s [ 1 5] . Depe n d i n g o n  t h e al go ri t h m ,   i t  perfo rm s a search f o r t h e g l obal  pea k  o v e r  t h e  en tire sp an  (0  to   V oc ) or o n l y certain  sectio ns o f  vo ltag e  ran g e . Salam  et. al.  [8]  an d Is h a que  et. al.  [ 10]   have   summ arized the soft c o m puting MPPT  whi c h incl ude  Art i ficial Ne u r al   Net w or k  (A N N )  [ 16] ,  F u zzy  Lo gi c  [17] and Pa rticle Swarm  Optimizati on (PSO) [18],[19],  Diffe rential Evol ution (DE) [20].  More recentl y the  Ant  C o l o ny  O p t i m i zat i on (A C O )  [2 1]  an d  C h aot i c  Sea r ch  [2 2] , C u c k oo  Searc h  [ 23]    h a ve al so  bee n   use d  t o   han d l e  t h e  part i a l  shadi n g  co n d i t i on.  H o we v e r, si nce m a ny  o f  t h e  m e t hod  p u rs ue  si m i l a r p r oces ses,  o n l y  one  m e t hod,  nam e l y  PSO  i s  co nsi d ere d .     In  PSO, a  num b er of  parti c les roam  within  t h e searc h -space  accordi ng t o  thei r position a nd  m ovem e nt  vel o ci t y  [2 4] . T h e  i d ea i s  de pi ct ed  by  Fi g u re  4 ;  t h e p o si t i on  of eac h  part i c l e  i s  det e rm i n ed  by  i t s   o w n   b e st  po sitio n and  t h e  g l ob al b e st po sition s .  Th e po sition   o f  th e i n d i v i du al p a rticle is giv e n   b y       11 kk k ii i x xv     (2 )     whe r e  v i  corresp ond s t o  th e v e lo city co m p o n en t.  It is calcu l a ted  b y   u s i n g th e  fo llowing   relatio n s h i p :     1 11 2 2 () ( ) kk k k ii b e s t i b e s t i vw v c r P x c r G x    (3 )     I n  (3 ),   w  is th e in ertia weig ht,  c 1  and  c 2  are  the acceleration c onsta nts,  while  P best  and  G best  are the   pers o n al  an d g l obal  best   posi t i ons , res p ect i v el y .  To st art  t h e opt i m i z at i on pr ocess ,  a vect or  of  dut y  cy cl es are  in itialized  an d  th e algo rith m  tran sm its th e du ty cycles to  t h e  p o wer con v erter. Th es e d u ty  cycles  (rep r esen ted  by   x i  in  (2 ) serv e as th e in itia l p a rticles in  th e first iteratio n .  All p a rticles  are h ead i n g  to ward s th eir lo cal b e st   p o s ition   P best .  Am ong t h es e p a rt i c l e s, one  o f  t h em   i s  t h e gl obal   best   G best .  It  gi ves t h e be st  fi t n ess val u e .  Aft e r  calcu latin g  th e v e lo city, wh ich  serv es as a pertu r b a tion  to  t h e vo ltag e , a  new po sitio n   o f   th e vo ltag e  is fo und .  Thr o ug h s u cce ssi ve i t e rat i on  al l  part i c l e s  m ove t o wa rds  gl obal  be st  posi t i on.  As t h e pa rt i c l e s appr oac h  t h e  M P P ,  th e y  g e t c l o s er  t o  t h e  G best  po sition .   Co rrespon d i n g ly, th e  P best  f a cto r   and   G best  fa ct or i n   vel o ci t y  t e rm   m oves towards zero. E v ent u ally a zero velocity is  achi eve d  an d t h e vol t a ge p o si t i on rem a i n s  alm o st  unc ha nge d. Under this c o ndition, th e  PV syst e m  reaches  at  MPP.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  6 ,   No .  4 ,  D ecem b er  2 015  :   71 2 – 722  71 6   Fi gu re  4.  M o v e m e nt  of  Part i c l e s i n  P S O       To c o m p are t h e pe rf orm a nce  o f  t h e c o n v e n t i onal  P & O  an d P S O   du ri n g   part i a l shadi n g, a scenario  in vo lv ing fo urn  series-co n n e cted  PV m o du les, lab e lled as   A, B ,  C  a n d  D  i s  si m u l a t e d. The s p eci fi cat i ons   of   the m odules at the Standa rd Test Condition 1  (STC )  of t h e  are gi ve n i n  T a bl e 1. T h e si m u l a t i on i s  car ri ed o u t   using the sim u lator develope d by [2 5], which utilizes the two-diode m o del for the sol a r cel. Initially each  m odule receives an  uni form  irra diance  of  1000W/m 2 . Co n s eq u e n tly, th ere ex ists on ly one MPP at 44 0   W, as  sho w n by  C u r v e 1 o f  Fi g u re  5(a) . Aft e r a lapse o f  o n e secon d , m odul es  A, B ,  C  and D are i rra di at ed wi t h   1 000  W / m 2 , 800  W/ m 2 , 500  W / m 2   and 30 0  W / m 2  resp ectiv ely. Du e to  these p a rtial sh ad ing s , m u ltip le p eaks  are  g e n e rated in  th e  P – V  curv e, as sho w n   by Cu rv e  2   of  t h e sam e  f i gu r e . Th ese ar e  115   W ,  220   W ,   2 80  W   an d   2 4 0   W .   As th e o p e rati ng  po in t sh ifts fro m   Cu rv e 1   to  Cu rv e 2 ,  the P&O alg o rith m  wil l  cl i m b  to  th e  nearest  peak, i.e. 240  W as  directed  by the a r rows i n  Figure 5(a ) . Clearly,  th is p e ak  is local. Howev e r,  in  th e   case of PSO,  whe n   pa rtial shadi n g is   detected, the  algorith m  begins the  searc h   for the global  pea k . Aft e r  successi ve i t e r a t i ons, t h e  gl o b al  M PP  (i .e.  28 0  W)  i s  t r ac ked ,  as  di rect e d   by  t h e  part i c l e s  m ovem e nt s (u si n g   t h e di rect i o n  of a r r o w) i n   Fi gu re  5( b) . T h e di ffe rence   bet w ee n t h e  g l obal  a nd l o ca l  peak i s   4 0   W,  or  approxim a tely 14%  of t h e peak power .  In the context of PV system , suc h  powe r loss is consi d ere d  ve ry   si gni fi ca nt . Th e out p u t  p o w er  t i m i ng di ag ra m s  for b o t h  ca ses are sh ow n  i n  Fi gu re 6 .  A s  can be o b se r v ed , at   t h e poi nt  of  pa rt i a l  shadi n g o ccur r en ce  (at one second), the P&O  quic k ly ge t trappe d  at the local peak, i.e.  240  W. On t h e  othe r  ha nd  PSO s u ccess f ully tracks  the  gl obal MPP at  280 W. This res u lt  is  consiste nt  with  th e ob ser v ati o n of  th e  P – V  c u rve in Figure  5(a)  an d (b ),  r e spectiv ely.     Tab l e  1 .  M o dule sp ecifications at Stand a rd   Test Co nd itio n (STC)  Para m e ters  Sy m b o l   Valu e  Po wer at  MPP   P M PP   110 W   Voltage at M PP    V M PP   16. 7 V  Cu rren t  at  MPP   I M PP   6. 6 A  Open circuit volta ge  V O C  20. 7  V  Short circuit curre n t  I S C  7. 5  A        (a)     (b )   Fi gu re 5.     P – V  cu rv e for  MPP track ing  un d e r p a rtial  sh ad i n g  (a)  Conv en tion a l  P&O ( b )   PSO                                                                  1   Standar d  T e st  Co ndition  (STC): Ir radian ce: 1000  w/m 2 , Tem p era t ure= 25 o C,  P r e s su r e = 1  A T M.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4       Pa rtia l  S had ing  in Bu ild ing   In teg r a t ed PV  System: C a u s es, Effects a nd Mitig a tin g .... (Zain a l   S a l a m )   71 7     Fi gu re  6.  M PP  t r acki n g  by  P S O  a n d  P& O  u n d er  pa rt i a l  sha d i n g       4. 3.   Energy Recovery Circuit  Alth oug h th e  m o d i fied  P&O and  so ft co m p u tin g MPPT are ab le to  t r ack   th e g l o b a l  p e ak , it m u st b e   not e d  t h at  as l o ng as t h e s h ade d  m odul e i s  be i ng s h o r t - ci rc u i t e d by  t h e by p a ss di o d e, t h at  part i c ul a r  m odul e i s   t o t a l l y  unusa b l e . Thi s  i s   des p i t e  t h e fact  t h at   t h e m odul e rec e i v es cert a i n  a m ount  of  ene r gy  w h i l e  i t  i s  shade d .   To m a ke t h e s h ade d  m odul e  usa b l e , t h e e n e r gy  rec o very  c i rcui t  i s  pr o pos ed [ 2 6] ,[ 27] . T h e i d ea i s  t o  c a pt u r e   the energy from   the non-s ha ded m odules a n d the n  s h a r e i t  with t h e s h a d ed m odul e  until the  power delivere d   by each m odule in the string is balanced. The circuit can  be easily retrofitted to the central inve rter s y stem   with m i nim u m changes i n  the  electrical  wi ri ngs . Ty pi cal l y  bi di rect i o nal  b u ck - b o o st ,  fl y b ack o r  c uk c o n v ert e r   is  u s ed . Th ere are  sev e ral v a riatio n s  [28 ] , bu t  th e co n c ep t  remain s as illu strated  in   Figu re  7 ( a).    The  ope rat i o n  of t h e e n er gy   reco very  ci r c ui t  i s  sho w n i n   Fi gu re  7( b) . T h e  basi c u n i t  c o m p ri ses o f   fo ur  m odul es,  w h i c h  i s   di v i ded  i n t o  t w o  g r o u p s.  G r o u p   1 i n v o l v e s   PV 1 a n d  P V 2 ,  t o get h e r   wi t h  t h ei r   corres ponding powe r electroni cs circuit, com p rises of  S 1 ,  D 1 ,  L 1 ,  C 1 ,  S 2 ,  D 2  and  C 2 . Gr ou p 2 i n cl u d es  PV3 ,   PV4  with   S 3 ,  S 4 ,  D 3 ,  D 4 ,  L 2 ,  C 3  and  C 4 . In   o r d e r to   conn ect  th e two   group s to geth er, t h e cap acito r  C 5  is  u s ed .  Ass u m i ng t h at  PV1 i s  sha d e d  an d PV 2 re cei ves ful l  i r r a di at i on, P V 2  del i v ers hi gh er cur r e n t  t h an PV 1.   Ho we ver ,  si nc e t h e  m odul es  are co nnect e d  i n  seri es, t h e st r i ng c u r r ent  wi l l  be l i m i t e d t o  t h e am ount  del i vere d  by  PV 1.  Du ri n g  pa rt i a l  shadi n g ,  pa rt  of t h e  cur r ent  f r om  PV 2 i s  di ve rt ed t o  t h e e n er g y  recove ry  ci r c ui t  (by   tu rn ing   S 2  o n )   and t h e ene r gy  i s  st ored t e m pora r i l y  i n   L 1 . B y  doi n g  s o , t h e  st ri ng c u r r e n t  can be m a i n t a ined at   th e lev e l g e n e rated  b y  PV1 an d   h e n ce th ere  is n o   n e ed  fo r  PV1  to   b e   b ypassed .   As a  resu lt, PV1  is still ab le to   actively producing  powe r (al b eit in lesser a m ount, de pe ndi ng  on the s h a d ing c o ndition)  because its voltage is   not zero. Mea n while, the energy stored i n   L 1  will b e  released  b a ck  to  t h e ou tpu t  v i a  D 1  ( b y turn ing o f f   S 2 ).  Thus,  no P V   powe r is  waste d  exce pt for the   n on-idealities in active  and t h e passi ve c o m pone nts.    T r i gge r Ci r c u i t T r i gge r Ci r c u i t En e r g y Re co v e r y C i r c ui t In v e rt e r wi t h MP P T U t ilit y G r id P r op os e d  C i r c u i t PV1 PV2 By pa s s  Di o d e S 1 S 2 L 1 C 1 C 2 D 1 D 2 Lo a d C 3 C 4 L 2 S 3 S 4 D 3 D 4 C 5 B oos t co n v e r t e r Lo ad Se ct i o n V pv I dc Gr o u p 1 Gr o u p  2 PV 1 PV 2 PV 3 PV 4   (a)     (b )   Fi gu re  7.  (a ) T h e  ove ral l  bl oc k  di ag ram  of t h e ene r gy   reco v e ry  ci rcui t .  ( b )   Det a i l  of  t h e e n er gy  rec o very   circu it              Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  6 ,   No .  4 ,  D ecem b er  2 015  :   71 2 – 722  71 8 4. 4.   Micro-inver te r  The conce p t is totally differe nt from  the energy r ecove ry circuit because it  doe s not utilised a central   inve rter [29].  Instead, sm all  dedicated invert ers are  directly connected  t o  t h e ac g r i d  [ 3 0] , as sh ow n i n  F i gu re  8 .  Th is con f i g u r ation  is v e ry attractiv e fo r  lo w  v o ltag e   g r id , wh ich   p a rti c u l arly su its the resid e n tial B I PV.  Each i nve rt er i s  eq ui p p ed  wi t h  i t s  o w n M P P T  co nt r o l l e r;  t hus  t h e  o u t p ut   fr om  t h e i nvert er ca n be  co nt r o l l e d   inde pende n tly. For e x am ple, if PV1  is  shaded,  other modules a r e not  a ffecte d   by because they are not  connected as  one  string. De spite its  attractiveness ,  during norm al  opera tion, t h e i nve rter c o nducts t h e  ful l   lo ad  curren t , resu ltin g  i n   h i gh   co ndu ctio n and  switch i ng   losses. Fu rt h e rm o r e, th e reliab ility o f  th e electro n i cs  com pone nts is  re duce d   due t o  thei r e x pos u re to ha rs h e n vironm ent conditions ,  pa rticularly high  ope rating  t e m p erat ure .  F o r a l a rge sy st em  wi t h  hi g h  n u m b er o f   m odul es, t h e  cost  o f  i n vert ers,  wi ri n g  a n d t h e   com p lexity of t h e system  increases ve ry ra pi dly.    U til ity  g r id U t i l i t y gr i d (b) M i cr o i nver t er DC- B u s (a ) DC - D C PV 2 DC - D C PV 3 DC - D C PV n DC - D C DC- A C In v e rt e r PV 1 DC- A C PV 2 DC- A C PV 3 DC- A C PV n DC- A C PV 1     Fi gu re  8.  M i cr o i n ve rt er i n t e r c on nect i o n       5.   CASE ST UDY   5. 1.   BI P V  Sy st em  s e t - up  A si m u l a ti on o f  a B I PV sy st e m  i s  carri ed o u t  usi ng s o ft war e  devel ope d  by  [2 5] . The set - up i s  a t w o- st ri ng  P V  ar ra y  com p ri ses o f  1 6  m o d u l e s,  co nfi g u r ed  b y  ei ght  m odul es pe r st ri ng .  The m o d u l e  h a s t h e   fo l o owing  STC  sp ecifications:  P MPP   = 24 0 W ,   V MPP  =  19 .0 8 V,  I MPP = 8. 22  A ,   V OC   = 37.25 V and  I SC  = 8. 28  A .   Based  on  th ese d a ta, th e th eoretical o u t p u t  po wer of th e syste m  is  3 . 80  kWp   (i.e. 16 × 2 40 W ) . To   q u an tify   th e effect of partial sh ad ing ,  six  arb itrarily sh ad in g patte rns are im pos ed, as shown  in Table 2; they are   lab e lled  as co n d ition s  PS1  th rou g h  PS5 .  In  th e first co l u m n , th e “n o - sh ad ing ”  is g i v e n  as th e b e nch m ark .   Fu rt h e rm o r e, fo r sim p licit y,  sev e ral log i cal assu m p tio n s   are m a de:  1) onl y  fo ur i rra di at i on val u es, i . e. 1. 0 ,   0. 7, 0 . 5 a nd  0. 25  k W / m 2  are  u s ed  to  represen t th e d i fferen t  lev e ls  o f  sh adin g  in tensities, 2 )  th e sh ad ings are  assu m e d  to   b e  con s isten t   (in term s o f  in ten s ity and   tim e  p r ofile),  3 )  th e  p o wer electron ics circu its are  assum e d t o  be 10 0% ef fi ci ent  and 4 )  t h e m o dul e t e m p erat ure i s  uni f o rm l y  t a ken t o  be co nst a nt , i . e. at  4 0 o  C.  As an exam ple, Figure  9 s h ows t h e m odul e-invert er c onnection  for c o ndition PS 5.  T h e corre spondi ng  P-V   cur v e i s  sh ow n i n  Fi g u re  9( b) . It  ex hi bi t s  t h ree  peak s, na m e l y  P1, P2,  P3,  wi t h  P 3  be i ng t h e  gl o b al .  On t h e   ot he r ha n d ,  wh en t h e e n e r gy  r ecove ry  m e t hod i s  ap pl i e d ,  t h e m u l t i p l e  peak cu r v e i s  t r a n sfo r m e d i n t o  a  si ngl e   peak. Clearly, it has  an advantage  beca us e the  pea k   po wer  i s   hi g h er.  Fo r t h e m i cro-i nve rt er,  t h e  di rec t   connection of  all sixteen inve rters to t h e gri d  is m a de si m i l a r to  Fi g u re 9.  Th e to tal power av ailab l e is t h e su m  of  p o w e r  ha rve s t e d  by  t h e i ndi vi d u al  m i cro-i nve rt er  fr om  i t s res p ect i v e m o d u l e .      5. 2.   Results   The  resul t s  a r e  sh ow n i n  Ta bl e 3.  Fo r t h e  n o n -s ha di n g  c o n d i t i on,  t h e  ge n e rat e d  po we r i s  l o we r t h a n   th e th eo r e tical  v a lu e, i.e.  3 . 16 kW  ( i n s tead of  3.80   kW ). Th is is ex p ected as th e m o dule s are s u bje c ted to a  higher tem p erature (40 o C),  wh ile th e sp ecifi catio n  in  T ABLE  II is at STC (2 5 o C). F u rthe rm ore, fo r sim p licity  it is assu m e d that the powe r  harvested  by each m i tiga tion  m e thod with t h e abse nce of  sha d ing (be n c h m a rk  case) i s  eq ual  t o  t h e c o n v e n t i onal  P & O .  F o r  t h e m odi fi ed  P&O as  wel l  as t h e so ft  com put i n g m e t hod,  si nce   th e  P-V  c u rve  exhi bits a  uni que MPP, t h e al go rith m  sh ou ld track th e sam e  v a lu e.    The  fi rst  r o w  o f  Ta bl e 3  sh o w s t h e  har v est e d  p o we r  usi n g t h e c o n v e n t i ona l  P&O .  De pe n d i n g  on t h e  lo catio n   o f  MPP p r i o r t o  th e  p a rtial sh ad ing o ccurren ce,  t h e tran sitio n   of  th e op erating   po in t fro m  th e sin g l e  p eak  t o  th e m u lti p eak  curv e resu lts in   o n e  t h e fo llowing   p o ssib ilities: th e P&O al g o rithm fin d s  itself l o cated  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4       Pa rtia l  S had ing  in Bu ild ing   In teg r a t ed PV  System: C a u s es, Effects a nd Mitig a tin g .... (Zain a l   S a l a m )   71 9 at the 1)  globa l  peak,  2) t h e lowest  peak, or 3) at one  of t h e pea k  in-b et ween t h e gl obal and the l o west. For  ex am p l e, in  Fig u re 9(b ) , it co u l d  b e  P1 , P2 o r  P3 , resp ect iv ely. In  th is stu d y , th e selected  op erating  po in t is  the lowe st am o ng t h e availabl e peaks. Conse que ntly, fo r the co nv en tio n a l  P&O, th e resu l t s sh own  in  th e tab l e  are consi d ere d  as the  worst  case. If  P no_shading  i s  t h e po w e r ge ne rat e d  b y  t h e PV  sy st em  whe n  s h ad i ng i s   ab sen t , wh ile  P with_shade   i s  t h e po wer  ge nerat e d w h e n  a pa rt i c ul ar sha d i n g  pat t e rn i s  i m posed, t h en t h e p o w e r   l o ss i s  c o m put ed  by       Th e lo ss du e  to  p a rtial sh ad ing  varies acco rd ing  to  t h e sh ad ing  conditio n s  and  t h e  m itig atio n   approach.  For instance, with  the abse nce of  m i tigation, for conditio n PS 1 (with only two m odules s h ade d ),  t h e po wer l o ss i s  appr o x i m at el y  17%. I n  t h e case of PS 5 ( w i t h  10 m odul es  shade d ) ,  t h e l o ss i n crea ses t o  o v er   73 %. H o we ve r ,  by  obse r vi n g  t h e t a bl e, t h ere i s  no st rai g ht f o r w ar d m a them ati cal  rel a ti ons hi p  bet w e e n t h e  sha d i n g pat t e r n  an d t h e out put  p o w er. F u rt herm ore, t h e  l o sses coul d not  be easi l y  qua nt i f i e d  due  t o  t h e  in fin ite po ssi bilit ies fo r t h e  sh ad ing  p a ttern .  Desp ite th is fact, th e effectiv en ess  o f  t h e m i tig atio n   can  b e   gene ral i zed i n   t h e f o l l o wi n g   or der:  t h e  best  effi ci ency  i s   obt ai ne d  usi n g  t h e m i cro-i n v e rt er,  fol l owe d  by  t h e   ener gy  rec ove r y  ci rcui t ,  t h en  t h e m odi fi ed P & O o r  so ft  co m put i ng. The  per f o r m a nce of m i cro-i n ve rt er i s  t o   be expected  because each inverter is  able  to harvest the  energy from   the indi vidual m odule—eve n  if the  m odul e i s  sha d ed.     Tabl e  2. T h e  s h adi n g  pat t e r n s  im pose d   on  t h e m odul es.  N o t e :  Fo r  benc hm arki ng ,  no  sha d i ng i s  i m posed.   M odule  Nu m b e r /   Conditio n   No Shading  (bench- m a r k ing)  Irradiation for sha d ing conditi ons    ( k W / m 2 )  PS1  PS2 PS3  PS4 PS5  PV1,     PV9   1. 00   1. 00   1. 00   0. 25   0. 70   0. 25   PV2,   PV10   1. 00   1. 00   1. 00  0. 25   1. 00  0. 25   PV3,   PV11   1. 00   1. 00   1. 00  0. 50   1. 00  0. 25   PV4,   PV12   1. 00   0. 70   0. 25  0. 70   1. 00  1. 00   PV5,   PV13   1. 00   1. 00   0. 25  1. 00   0. 70  1. 00   PV6,   PV14   1. 00   1. 00   1. 00  1. 00   0. 50  0. 50   PV7,   PV15   1. 00   1. 00   1. 00  1. 00   0. 50  0. 50   PV8,   PV16   1. 00   1. 00   1. 00  1. 00   1. 00  1. 00       0 50 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 0 20 0 40 0 60 0 80 0 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 Vo lt age (V) P o wer(W ) P1 11 80 .8 W 84 .0 1V P2 10 91 W 15 0. 7V P3 82 1. 6W 24 1. 2V P4 16 43 .2 W 21 5. 5V   (a)     (b )   Fi gu re  9.  (a ) S h adi n g  pat t e r n   PS5 , ( b ) It s  co r r esp o ndi ng   P-V  curve .  Re d trace: for the M PPT al gortith t o   track t h e  globa l  peak. Blue  tra ce: curve  re s u l t i ng  fr om  t h e en ergy  recove ry circuit.                    PV 1 PV 2 PV 3 PV 4 PV 5 PV 6 PV 7 PV 8 PV 9   PV 10 PV 11 PV 12 PV 13 PV 14 PV 15 PV 16 +   Utilitt y  Gr id In v e r t e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  6 ,   No .  4 ,  D ecem b er  2 015  :   71 2 – 722  72 0 Tabl e  3. T h e  p e rf orm a nce o f   vari ous  m i t i g at i on m e t hod s  u nde r  di f f ere n t  s h adi n g  pat t e r n s .  T h e  po we r gene rat e d wi t h o u t   s h di ng   i s  3. 16   k W .   M e thods/    Shading  Pattern   Shading Pattern: P S 1  Shading Pattern:  PS2  Shading Pattern: P S 3  Shading Pattern: P S 4  Shading Pattern:  PS5  Pwr  Gen.  (kW)   Pwr Loss   (Pl oss )  Pwr  Gen.  (kW)   Pwr Loss  (Pl oss )  Pwr  Gen.   (kW)   Pwr Loss   (Pl oss )  P wr Gen.   (kW)   Pwr Loss   (Pl oss )  Pwr  Gen.   (kW)   Pwr Loss   (Pl oss )  kW  %   kW   %   kW   %   kW   %   kW   %   Conventio n al P&O  MPP   2. 61   0. 54   17. 2   0. 91  2. 25  71. 2   0. 89  2. 27   71. 8   1. 18   1. 98   62. 6   0. 82   2. 33   73. 4   M odified  P&O/Sof t   Co m puting  MPPT   2. 75   0. 41   12. 8   2. 36  0. 80  25. 2   1. 59  1. 56   49. 5   1. 72   1. 43   45. 5   1. 18   1. 97   62. 6   En erg y   Recover y   Circuit  2. 91   0. 25   7. 8  2. 41  0. 74  23. 5   2. 05  1. 10   35. 0   2. 27   0. 88   28. 0   1. 64   1. 51   47. 9   Micro - inver t er  3. 02   0. 13   4. 3  2. 52  0. 64  20. 1   2. 19  0. 97   30. 7   2. 48   0. 68   21. 5   1. 79   1. 36   43. 2       6.   CO NCL USI O N   Hav i n g   do n e   all th ese an alysis, it sh ou ld b e  rea lized t h at the e n ergy reco v e ry circu it requ ires  ad d ition a l h a rd ware to  b e   fitted  in to  th e ex istin g  PV syste m . Cu rren tly, th e real co st  o f  th is h a rdware is  un k n o w n  beca use m o st  of  t h e pr ot ot y p es a r e o n l y  avai l a b l e in  t h e research  lab s . Desp ite th is fact, lo ok ing  in to  th e  p r o s p e ct, it is lik ely t h at th ese id eas wou l d   b e  translated  in to  commercial p r o d u c t soon . Fo r t h e case  of m i cro-i n ve r t er, t h e t o t a l  cost  f o r t h e si xt een i n vert e r  u n i t s  (a nd t h ei r  B O S c o m pone nt s) m i ght  be  hi g h e r   than one cent r al inverter. Furtherm or e, th e  m i cro - in v e rter is relativ ely  new, while the central inve rter has  been   dom i n at ing  t h e  m a rket   fo r s o m e  t i m e . H o we ve r,  as  wi t h   ot he r t e c h nol ogy ,  as  t h e  vol um e of t h e  m i cro- in v e rter grows, th e p r ice will d r op . Mo reov er, it h a s to  b e  realized  th at PV syste m  is  a l o ng  term  in v e st m e n t .   Thu s  th e  fin a l  d ecision  to  install ad d itio n a l  h a rdware can   b e  ju stified  b y  tak i n g  in to  acco un t th e l o ng ter m   p r o f itab ility.      ACKNOWLE DGE M ENTS   The aut h ors  would like to thank  Universiti Teknol ogi  Malaysia an d the Ministry of Highe r   Edu catio n, Malaysia fo r pro v i d i ng  th e facilities an d   fin a n c ial suppo rt (Research   Un iv ersity G r ant N o .  2 509 .0 6H7 8 )  t o  co ndu ct th is  r e sear ch .       REFERE NC ES    [1]   DHW. Li, SKH. Chow, EWM.  L ee, "An analy s is  of a medium size grid - c onnected  building  integrated photovo ltaic  (BIP V) s y s t em  u s ing m eas ured d a ta",   En ergy and  Buildings,  vol.  60, pp . 383-387 , 2013.   [2]   CR. Sulliv an, J. Awerbuch, AM. Latham , "D ecrease  in  phot ovoltai c  power   output from  rip p le:  Sim p le gen e ral   calculation and  effect of partial shading", Applied  Power Electronics Conferen ce and Exposition (APEC), 201 1  Twenty -Sixth  Annual I EEE, pp .  1954-1960, 201 1.   [3]   YJ. Wang, PC.  Hsu, "An investigation  on p a rtial shading of PV modules with  different connecti on configuration s   of P V  cel ls ",  En ergy,  vo l. 36, pp. 3069-3078, 201 1.   [4]   C. Peng, Y. Huang,  Z. Wu, "B uilding-in tegr ated phot ovoltaics  (BIPV) in ar chitectur al d e sign  in China",  En ergy  and Buildings,  v o l/issue: 4 3 (12),  pp. 3592-3598 ,  2011.   [5]   M. Yam a guchi,  T. Tak a m o to,  K. Araki,  N. E k ins-Daukes, "Multi-junc tion I II–V solar cells:  current sta t us a nd  future po tent ia l",   Solar En ergy,  v o l. 79 , pp . 78-85 , 2005 .   [6]   T. Esr a m, PL.  Chapman, "Co m parison of Photovolta ic Arr a y  Max i mum Po wer Point Tr acking Techniques",   Energy Con version, IE EE Transactions on ,  vo l. 2 2 , pp . 439-449 ,  2007.   [7]   J.  Ahme d,  Z.  Sa l a m,  "A n impr oved per t urb an d observe (P&amp;O ) maximu m power point  track ing (MPPT)   algorithm for  higher ef ficiency " ,   Applied Energy,  vol. 150, pp. 97 -108, 2015 .   [8]   Z. Salam, J. Ahmed, BS.  Merugu, "The app l ication of soft compu ting methods for MPPT of PV sy stem: A  techno logical an d status r e view",  Applied Energy,  vol. 107, pp. 13 5-148, 2013 .   [9]   J. Ahmed, Z. Salam, "A critical  ev alu a tion on m a ximum power point tracking  methods for partial shading in PV  s y ste m s",   Renew able and  Sustain able  Energy Reviews,  vo l. 47, pp. 933-953, 2015.   [10]   K. Ishaque, Z. Salam, "A review  of  maximu m po wer point tracki ng techniqu es of PV  sy stem for uniform insolatio n   and par tial shad ing condition",  Renewable and  Su stainable Energy Rev,  vol/issue:  19(3), pp . 475-4 88, 2013 .   [11]   N. Femia, G. Petrone , G. Spagn uolo, M.  Vitelli, "A techniqu e fo r improvi ng P&O MPPT performances of double- stage gr id-conn ected  photovoltaic s y s t ems",  Ind.  Electr. IEEE Trans.  vol. 56, pp. 4 473-4482, 2009 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4       Pa rtia l  S had ing  in Bu ild ing   In teg r a t ed PV  System: C a u s es, Effects a nd Mitig a tin g .... (Zain a l   S a l a m )   72 1 [12]   H. Pate l,  V. Ag a r wal,  "Maxim um  Power  Point Track ing  Sc hem e  for P V  S y s t em s  Operating Under P a rtial l y  S h ad ed  Conditions",  Ind u strial Electronics,  IEEE Transactions on ,  vo l. 5 5 , pp . 1689-169 8, 2008 .   [13]   A. Kouchaki, H. Iman-Eini, B. A s aei , "A new maximum power point tr acking   strateg y  for PV arr a y s  under  unifor m   and non-uniform  insolation  conditions",  Solar  En ergy,  vo l. 91, pp. 221-232, 2013.   [14]   K. Punitha, D. D e varaj, S.  Sakthivel, "Artificial n e ural n e twork b a sed modified in cremental conductance algorithm  for m a xim u m p o wer point track i ng in photovolt a ic  s y s t em  under partial shading  conditions",  En ergy,  vol. 62, pp .  330-340, 2013 .   [15]   PP. Bonissone, " S oft computing:  the  converg en ce  of emerging r eas oning technolog ies",  Soft Computing,  vo l. 1 ,  pp .   6-18, 1997 .   [16]   AZ. Alab edin , E .  E l -S aadan y,  M .  S a l a m a , "M axi m u m  power  point tracking  for P hotovo ltaic s y stems using fuzzy  logic and  artificial n e ural networks", Power and   En erg y  Soc. Gen e ral Meeting, 20 11 IEEE, pp. 1-9 ,  2011 .   [17]   S. Subiy a nto ,   A. Mohamed,  MA. Ha nnan, "Intelligen t  maximum power poi nt tr ack ing for  PV s y stem using  Hopfield n e ural  network optim i z e d  fuzzy   l ogi c cont rol l e r",   Energ y  and  Build ings,  vol. 51 , pp . 29-3 8 , 2012 .   [18]   K. Ishaque, Z. Salam, M.  Amjad, S. Mekhilef, "A n Im proved Particle Swarm Optimi zation (PSO)–Based MPPT for  PV W ith Reduc e d  Stead y-St ate  O s cilla tion",   Pwr   Ele c t. , I E E E  T r ans .  vol. 27, pp. 3 627-3638, 2012 .   [19]   K. Ishaque ,  Z.  Salam ,  "A De term inistic  Part i c le   Swarm  Optim ization  Maxi m u m  Power Point  Track er fo r  Photovoltaic S y s t em Under Par t ial Shad ing Cond ition",  Ind,  E l ec t r ,, I EEE  T r ans ,  vol. 60 , pp . 3195 -3206, 2013 .   [20]   MFN. Tajuddin ,  SM. A y ob,  Z.  Salam,  MS. Saad, "Evolutionar y  based maxi mum power point tracking  techniqu e  using differ e ntial evo l ution  algor ithm",  En ergy a nd Buildings,  vo l. 67 , pp . 245-25 2, 2013 .   [21]   LL. Jiang ,  DL.  Maskell, JC. Patra,  "A novel an t co lon y  opt imization-based  maximum  power point track ing f o r   photovoltaic s y stems under par tially  shad ed  conditions",  En ergy a nd Buildings,  vo l. 58 , pp . 227-23 6, 2013 .   [22]   Z.   Lin,  C. Yan,   G.  Ke, J.  Fangche ng, "New Ap proach for  MPPT Contro l  of Ph otovolta ic  S y st e m  W ith Mutativ e- S cale  Dual-C arri er Chao tic  S ear c h ",  Pow e r El ec tronics,  I E EE Trans. on,  vol. 26, p p . 1038-1048 , 2 011.   [23]   J. Ahmed, Z. Sala m, "A Maximum Power Point Track ing (MPPT) for  PV s y stem using Cuckoo Search  with p a r tial  shading c a pab ilit y",   Applied  En ergy,  vo l. 119, pp.  118-130, 2014 .   [24]   JJ. Soon, KS.  Low, "Photovoltaic mode l iden tification using particle swar m optimization with inverse barrier   constrain t ",  Pow e r  El ectr oni cs ,  I EEE Transactio ns on,  vol. 27 , p p . 3975-3983 , 2 012.   [25]   K. Ishaque, Z. S a lam, H .  Taheri,  S y afaruddin, "Modeling  and simulation  of phot o voltaic (PV) s y stem during par t ial  shading based  o n  a  two-diode model",  Simul. Mo delling  Practice  and Theory,  vol. 19, pp. 1613-16 26, 2011 .   [26]   W. Yanzhi, L.  Xue, K. Youngh y u n ,  C. Naeh y u ck , M.  Pedram, "Enhancing  effici ency  and robustness  of  a   photovoltaic po wer s y stem unde r par tial shad in g", Quality   Electronic De sign, 2 012 13th In ternational S y mposium  on, pp . 592-600 , 2012.   [27]   M. Z. Ramli, Z. Salam, "A Simple  En erg y  R e cover y  Scheme  to Harves t th e  Energ y  from Shaded Photovoltaic   Modules During  Partial Shad ing" ,  Pow e r Electronics, I E EE Transactions on ,  vo l.  29, pp . 6458-64 71, 2014 .   [28]   T. Shimizu, O.  Hashimoto,  G. Kimura, "A novel high-perfo rmance utility - intera ctiv e photovoltaic inverter s y stem",  Power  E l ec tr oni cs , IE EE Transactions on ,  vo l. 1 8 , pp . 704-711 ,  2003.   [29]   M B . Kalas h ani ,  M .  F a rs adi, " N ew S t ructure  for P hot ovoltai c  Sy st em s with Maxim u m  Power Point Tra c ki ng  Abilit y",   International  Journal o f  Power  Elect ron i cs and Drive S y stems ( I JPEDS) ,  vol. 4, pp. 489- 498, 2014 .   [30]   R. Orduz, J .  Solórzano, M. Á.  Egido,  E. Roman, "Analy tical stu d y   and ev al uatio n results of pow er optimizers for  distributed pow er conditioni ng in  photovoltaic array s ",  Progress in Photovolta ics:  Research an d Applica tions,  2011.      BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS           Z a inal Salam  re ceiv e d the B.S c .  degree in  ele c tr onics  engine erin g from  the Calif ornia S t at e   Universit y , Chi c o, CA, USA, the M.E.E. degr ee i n  elect ric a l engi neering from  the  Universiti  Teknologi Malay s ia (UTM) ,  Johor Bahru,  Malay s ia, and  th e Ph.D. degree in power  electronics, from the University  o f  Birmi ngham, Birmingham, U.K ., in 1985,1989 , and 1997,  res p ect ivel y.  He  is  curr entl y  the   P r ofes s o r in power el ectr onics   and ren e wabl e e n erg y  a t  t h e   Facult y  of El ect rica l Engine erin g UTM.. Since  2011, he has bee n  the Editor of I EEE Tr ans.  Sust. Energ y . H e  repr esents th e  countr y   as th e expert for  the Intern ational Energ y  Agen cy   (IEA) PV Powe r Sy stems Task  13  Working Gr oup, which focuses on the reliability   an d   perform ance  of  t h e P V  power s y s t em .      Mohd. Zulk ifli  Ramli was born  in Terengganu ,  Ma lay s ia in 197 8. He r e ceived  the B.Sc.  and   M.Eng. d e grees  from  the Univer siti T e knologi   Ma lay s ia (UTM),  Johor  Bahru ,  Malay s ia,  in   2000 and 2004,r e spectively ,  all  in electrical eng i n eering .  He is  currently  working  toward th e  Ph.D. degr ee  at  UTM in th e ar ea of pho tovoltaic . He is  curren t ly   a Sen i or Lecturer at th e  Universiti T e kni kalMel aka, Me l a ka, Mal a y s ia . His prim ary  r e search in ter e sts include th e   hardware design  of all power  con v erters  and their  control   s y s t em s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.