T E L KO MNIK A , V ol . 15 No. 1,  Ma r c 20 1 7,  p p.  7 9~ 92   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   A   by  DIK T I,  Decr ee  No:  58 /DI K T I/K ep /20 13   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 5 i 1 . 3160   â—¼    79       Rec ei v ed   S ep te mb er 19 2 01 6 Rev i s ed   Dec e mb er  9 20 1 6 ; A c c ep t ed   J a nu ary  3 ,   20 1 7   MP PT  fo r P V S ystem  Base d o Var iable Ste p Si z e P&O  Algo ri th         Aw ang  Jusoh * 1 ,  Ro z ana  Alik 2 , T an Ka r  G u an 3 , To le  S u t ikno 4   1 ,2 ,3 Dep a r tm e n o Po wer  E l e c t ro n i c s Un i v e rs i t i  T e k n o l o g i  M a l a y s i a ,  J o h o r,  M a l a y s i a   4 Dep a rt m e n o El e c tr i c a l  En g i n e e ri n g Un i v e r s i t a s  A h m a d  D a h l a n Yo g y a k a rta In d o n e s i a   *C o rre s p o d i n g  a u t h o r,  e - m a i l a wan g @fk e .u t m . m y       Ab strac t   Th i s  p a p e r p re s e n ts  s o m e  i m p ro v e m e n t s  o n  t h e  Pe r tu rb  a n d  Obs e rv e  (P&O ) m e th o d  t o  o v e rc o m e   th e   c o m m o n   d ra w b a c k s   o f   c o n v e n ti o n a l   P&O   m e t h o d .   Th e   m a i n   a d v a n ta g e   o f   th i s   m o d i fi e d   a l g o ri th m   i s   i t s   s i m p l i c i t y   wit h   h i g h e a c c u ra c y   re s u l ts c o m p a re d   to   th e   c o n v e n t i o n a l   m e th o d s Th e   o p e r a ti o n   o f   th e   e n ti r e   s o l a r   M a x i m u m   Po wer  P o i n Tra c k i n g   (M PPT)  s y s te m   wa s   o b s e rv e d   th r o u g h   two   d i ff e re n a p p r o a c h e s ,   whi c h   a re   th r o u g h   M ATL AB/Si m u l i n k   s i m u l a ti o n   a n d   h a r d wa re   i m p l e m e n ta t i o n .   s m a l l   s c a l e   o h a rd war e   d e s i g n ,   whi c h   c o n s i s ts   o f   s o l a PV  c e l l ,   b o o s t   c o n v e rte r   a n d   Ard u i n o   M e g a 2 5 6 0   m i c ro c o n t ro l l e r,   h a d   b e e n   u ti l i z e d   f o f u rth e r   v e ri f i c a ti o n   o n   t h e   s i m u l a ti o n   r e s u l ts T h e   s i m u l a t i o n   re s u l ts   th a t   wa s   c a r ri e d   o u t   b y   t h i s   m o d i fi e d   P&O   a l g o ri t h m   s h o w e d   i m p ro v e m e n a n d   a   p r o m i s i n g   p e r fo rm a n c e f a s te c o n v e r g e n c e   s p e e d   o f   0 .6 7 s s m a l l   o s c i l l a t i o n   a t   s t e a d y   s t a te   re g i o n   a n d   p r o m i s i n g   e ff i c i e n c y   o f   9 5 . 2 3 % .   B e s i d e s ,   fro m   t h e   h a rd ware   re s u l t s th e   c o n v e r g e n c e   ti m e   o t h e   p o wer   c u r v e   was   a b l e   to   m a i n ta i n   a 0 .2 s   a n d   g i v e   a l m o s t   z e ro   o s c i l l a t i o n   d u r i n g   s te a d y   s ta te .   It   i s   e n v i s a g e d   th a t   th e   m e th o d   i s   u s e f u l   i n   fu t u re   re s e a r c h   o f   Ph o to v o l t a i c  (PV)  s y s t e m .       Key w ords p e r tu rb   a n d   o b s e r v e M PPT,   v a ri a b l e  s t e p  s i z e p h o to v o l ta i c  s y s te m       Copy righ ©  2 0 1 7  Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All   righ t s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   T od ay ’ s   s c i en t i s ts   an en g i ne ers   ha v i ntro du c ed   nu me r ou s   r es ea r c he s   an de v el op m en w i th  r eg ard  t r en ewa bl en ergy i or de r   to  ov erc om t he   i nc r e as i ng   n eg a ti v i mp ac ts   c au s ed   by   the   c on v en ti o na l   en ergy   s ou r c es T he r i s   a   m aj or  d em a nd   i s ol ar  e ne r gy   as   us ab l al t ernat i v en erg y   s ou r c e,  du t i ts   s us tai n ab i l i ty ,   c l ea nn es s ea s y   m a i nte na nc e   a nd   no i s e - fr e c ha r ac teri s t i c s Mo r eo v er,  t he r are  ma n y   tr op i c al   c o un tr i es   i t hi s   wor l wh i c r ec ei v e d i r ec t s ol ar i r r ad i at i on  ar o un d  10 00   W /m 2   [1 - 4] .   Des pi t th f ac th at  s o l ar  en ergy   i s   prom i s i n e ne r gy i t   s ti l l   ha s   s om di s ad v an ta ge s   i t erm  o i ts   pe r for ma nc e.   Refe r e nc [ 5]   s tat es   tha t,  the   e ffi c i en c y   of   the   s ol ar  P V   to  tr a ns fer  s un l i gh i nt el ec tr i c al   en er gy   i s   qu i t l ow,  a pp r ox i ma t el y   12 un t i l   2 0%.  T h s ol ar  P V   o pe r at es   ac c ordi ng   t th s un l i g ht  i nte ns i ty c el l   t em pe r atu r an arr ay   c on f i gu r ati on   [6 ] Numb ers   of  me th od s   ha v b ee i ntro d uc ed   by   r es ea r c he r s an on of  t he   m os po p ul ar  a pp r oa c i s   the   ma x i m um   p ower  p oi nt  tr a c k i ng   ( MP P T ) A   c o nv en t i on a l   M P P T   s y s tem   c on s i s ts   of  s wi tc h - mo de   po w e r   c on v erter p l a c ed   i b etwe en   of  the   s o l a r   P V   an the   l o ad T h du t y   c y c l of  the   c on v erter   i s   me as ured  by   a   c on tr o l   a l go r i th m,  t a l l ow  tr ac k i ng   of  t he   ma x i mu m   p ower  p oi nt  [ 7] T he r are  mo r e   th an   19   d i s ti nc M P P T   t ec hn i qu es   av ai l ab l an d   b ei ng   r es ea r c h ed   i n   th p as t   few y ea r s   [8] .   T he   e as i es way   to   a pp l y   t he   M P P T   c i r c ui a nd   ob t ai n   the   ma x i mu p ower  po i nt   ( MP P )   i s   F r ac ti on al   O pe n   Ci r c ui V ol tag ( F O CV )   m eth od   [9] It  i s   al s k n own  as   c o ns tan v o l ta ge   tec hn i qu whi c em p l oy s   t he   l i ne ar  r el at i o ns hi be tw e en   v ol t ag at  M P P   ( V MPP )   a nd   op en   c i r c ui v ol ta g ( V OC )   as   V MPP   K1   ×  V OC L i k ewi s e F r ac ti o na l   S ho r C i r c ui C urr en ( F S CC)   tec hn i qu uti l i z es   th s am c on c e pt  as   F O CV   m eth o d.  T h e q ua ti on   us ed   f or  F S CC  i s   V MPP   K2   ×  V OC   where  l i ne ar  r el at i o ns hi be twe en   th P V   s ho r c i r c ui c urr en ( I SC )   an c urr en at   MP P   ( I MPP )   i s   s ho wn  i t hi s   m eth od T h e   v al ue   of  proport i on al i ty   c o ns tan ts   ( K1   an K2 )   are  af fec ted   by   the   ty pe s   of  s ol ar  P V s urr ou n d i ng   t em p erature  a nd   i r r a di a nc [10] A c c ordi n to  r efe r en c [11 ] the   r an ge   v al ue   for  K1   i s   b et ween   0. 71   un ti l   0.7 8   w hi l K2   i s   r a ng i ng   b etwe en   0.7 8   a nd   0.9 2.   Howev er,  th es tec hn i qu e s   un ab l to  tr ac k   the   ac c u r ate   MP P   be c a us es ti ma t i on   i s   us e to  i de nti fy  t h l i ne ar r e l at i o ns h i p a s   de s c r i be d b y  r efe r en c [12 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   15 ,  No 1,  M arc h 2 0 17   :    79   –   92   80   It  i s   wi de l y   k no wn  t ha P ert urb  an O bs erv ( P & O )   as   wel l   as   Hi l l   Cl i mb i n ( HC)   MP P T   are  the   mo s fav or ab l me tho ds   to  be   us i fi nd i ng   the   r ea l   ma x i mu p ower  p oi nt  ( M P P )   o the   P V   c urv [13] T he   ma i ad v a nta g of  t he s e   tec hn i qu es   i s   r e l at i v el y   s tr ai gh tf orw ard  c om pa r e t t he   oth er  art i f i c i al   tec hn i q ue s   [ 14 ] .   B es i d es th es t ec hn i qu es   are   a l s ea s y   t be   i mp l e me nt ed   i n   prac ti c a l   a pp l i c ati on   wi t ho ut   pri or  k no wl ed ge   on   P V   c el l ’ s   c h ara c teri s t i c s   an d   i t   c an  be  us ed  i n a ny  m i c r oc on tr ol l er or   Di gi t al   S i gn al   P r o c es s i ng  ( DS P )  s y s tem   [ 15 ] .  Non eth e l es s ,   P & O   al go r i t hm   i s   a l s r e fe r r ed   as   H i l l   C l i mb i ng   ( HC)   MP P T   by   s o me   r es ea c he r s   s i nc i us es   the   s am c on c e pt  i p ertur bi n the   M P P   [ 16 ] T he   o nl y   di ffe r en c i s   the   ou t pu c on tr ol   v ari ab l e;   P & O   M P P T   prov i d es   r efe r en c v ol t ag t th po w er  c on v erter   wh i l HC  M P P T   y i el ds   t he   c ha ng e   fr om   the   du ty   c y c l e In  f ac t,  r efe r e nc [1 7]   s ta t ed   th at  t he   tr a ns i e nt  r es po ns of  P & O   i s   be tte r   th an   HC.   Y et,   th es me th od s   ha v e   two   m aj or  d r awba c k s os c i l l a ti o prob l em   arou nd   the   MP P   a nd   un ab l to   tr ac k   t he   r e al   M P P   d urin f as c ha ng i n o w ea t he r   c o nd i ti on   w hi c h   b ee ex pl a i ne d i n d eta i l   i the   S e c ti on   4.    Inc r em en tal   Con du c ta nc ( INC)   me t ho i s   an o the r   v er s i on   of  Hi l l   C l i mb i ng   ( HC) I us es   the   ba s i c   c on c e pt  of  HC  wh i c the   s l o pe   of  P - V   c urv wi l l   be   z ero  at  th M P P p o s i ti v at  th l ef s i de   an n eg a ti v e   at   th r i gh t   s i d of  the   c urv e.  T h c ha r ac t eris ti c   of  INC   c o mp en s a te   the   weak ne s s es   of  P & O   m eth od   as   i c a pa b l t tr ac k   the   M P P   du r i ng   r ap i v a r i ati on   of  s u n   i r r ad i an c e   [9,   1 2] .   Nev erth el es s i t   i s   di ffi c u l t   to   ob tai a   c on s t an t   M P P   i prac t i c al ,   p l us ,   th i s   me th od   r e qu i r ed   a dd i ti on a l   s en s ors   s uc as   c urr en an v o l ta ge   s e ns or  wh i c i nc r ea s es   th c os t a nd  c o mp l ex i ty  o f th s y s tem   F uz z y   Lo gi c   Co ntrol   ( F L C )   i s   the   m os po pu l ar  art i f i c i a l   c on tr o l   m eth o d ue   t the   i nv en t i o o m i c r oc on tr o l l er,  wh ereby   a ny   c om pl i c ate d   c od i ng   or  a l g orit h m   c an   be   ea s i l y   progr am me an i m pl e me nte d.  T he   m ai ad v an tag of  F LC  i s   a bl to  ha nd l n on - l i ne arit y   an i mp r ec i s i np ut.   Mo r eo v er,  fas c on v erg en c s p ee d   a n r ob us pe r f orma nc o fu z z y   l og i c   ha v be en   de m on s tr at ed   du r i ng   s ud de c h an g of  s urr ou n di n c on d i ti on   as   s tat ed   i r efe r en c [1 8] B es i d es A r ti fi c i al   Ne ural   Network   ( A NN)   i s   an o t he r   tec hn i qu tha f i ts   th op erat i o of  mi c r oc on tr o l l er  an d i g i ta l   s i gn a l   proc es s or.  Refe r en c [19]   pro po s e s ol ar  s y s tem   wi th  m ul t i - l ev el   ne ur o - fuz z y   mo de l   fo r   MP P T T he   s y s tem   h as   be en   prov en   c a pa b l i pr od uc i ng   b ett er   eff i c i en c y   a nd   r e pres en t i n g   no n l i ne ar  c ha r ac ter i s ti c   o f   P V   arr ay   un d er  w i de   r an g of   op erati on   c i r c um s tan c e c o mp are d t c on v en ti on a l   ne ura l   ne tw ork  al g orit h m.  H owev er,  i t  i s   un de ni ab l e t ha t   the  s y s tem  w i th  A NN  ne ed s  to  be   pe r i od i c al l y  trai ne t o g u arant ee   t he  h i g he s t a c c urac y .   B as i c a l l y th c on v en t i o na l   al go r i t hm s   are  r at he r   s i mp l me t ho ds Y et,   t he y   us ua l l y   c au s po or  eff i c i e nc y O n   the   oth er  ha nd s o ft  c om pu ti ng   al go r i t hm s   are   m ore  c om p l ex bu t   de l i v er  hi gh er  ef fi c i en c y   [2 0] In  r e l at i on   t the   as s um pti o n,  th i s   pa p er  i s   foc us i n on   m od i fy i n g   an i m prov i n t he   P & O   MP P T   to   ov erc om t he   drawbac k s   es pe c i al l y   t he   s tea dy   s ta te  os c i l l ati on   probl em .   T he   c o nv en ti on a l   P & O   al go r i t hm   i s   mo d i fi ed   t h av v aria bl e   s tep   s i z wi t h   s om c om bi na t i on   of  HC  me th od   w i l l   be   d es c r i be d   i de t ai l   i S ec ti on   as   w e l l   as   v erif i c a ti on   throug h s i m ul ati on   MA T L A B /S i m ul i nk  a nd  h ardwar e  i mp l em e nta t i o n i n S ec ti o n 5 .       2.  P h o t o volt ai c (P V )  Mod e lling     A   s i ng l e   d i od mo d el   ( F i g ure  1( a))   i s   the   m os s u i t ab l mo d el   for   M P P T   r es ea r c h,  r eg ardl es s   of  a l l   we l l - es ta bl i s h ed   P V   c el l   m od e l l i n g   c i r c ui ts   fr om   oth er  r efe r e nc es   [21 22 ] F urthermor e s om r es ea c he r s   ha c om ou wi th  s ev eral   P V   mo de l l i ng   c i r c u i t s   s uc as   two   di o de  m od el  ( F i gu r 1(b) )  a nd  s i m pl i f i ed   mo d el  ( F i gu r e  1(c ) )   It  i s   no ti c e ab l th at  tw o - di od c o nfi gu r at i on   of  P V   p r ov i de s   h i gh   ac c urac y   of  ou tp ut  r es po ns be c au s e   i i nv o l v es   the   v aria nc i n   l o l ev el   c urr e nt  fl o i n   the   s em i c o nd uc t or‟ s   de p l et i on   r eg i on   [ 23 ] .   Y et,   i i s   di f fi c u l t i m pl e me nt  t h e qu at i o i n   r ea l   l i f s i t ua t i on .   L i k ewi s e the   s i mp l i f i ed   mo d el   of  P V   ab l t n eg l ec th pr es en c of  s h un r es i s tan c e,  he nc the   ma th em a ti c a l   eq u ati on   m o r fea s i b l [ 24 ] N ev erthe l es s the   s i ng l d i od mo d el   s ti l l   of fers   a   be tte r   ba l an c be tw ee n  s i m pl i c i ty  an d a c c urac y   A   de ta i l ed   a na l y s i s   an eq ua ti on s   are  prov i d ed   by   r ef erenc [21]   t i d en t i fy   the   v al u of  ea c c om po n en t   of  t he   s i ng l d i od P V   mo de l T he   c ha r ac teri s ti c   eq u ati on s   o s i ng l di od e   mo de l   d i s pl ay ed   i th eq u ati o n s   be l ow  ar di v i de i n to  fou r   ty p es the   ou tp ut  c urr en of  s o l ar  P V   ( I PV ) c urr en ge ne r at e by   l i gh ph ot on   ( I PH ) c e l l   r ev ers s atu r at i on   c urr e n ( I S )   an c el l   s atu r ati on  c urr en t a t re fere nc e t em pe r at ure ( I RS ).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   â—¼     MP P T  fo r   P V   S y s tem   B as e d o V ar i ab l S te p S i z P & O  A l g orit hm  ( A wan g J us oh )   81     F i gu r 1.   S ol ar P V  m od el l i n g:  ( a) S i ng l di od e  mo de l  ( b) T wo d i od e m od e l  ( c )  S i m pl i fi e d m od e l       O utp ut  c urr e nt  of  s ol ar  P V  ( I PV ):     I PV   =  I P   –   I S   [ e q (V PV   +  I x R S )/k T C A   –   1]   –   [ q (V PV   +  I  x  R S ) /R SH ]         ( 1)     I PV   c an  a l s o b e repr es en te d  as  i E q ua t i on  ( 2):     I PV   =  I  –   ( A 1/ A 2)                   ( 2)       A 1 =  I PH   –   –   I S   [e q (V PV  +  I x R S )/kT C A   –   1]             ( 3)       A 2 =   –   –   I S   [e q ( V PV  +  I x R S )/kT C A   –   1]  [q  ( R S ) /k T C A]           ( 4)     Cur r en t g en er ate d  by  l i gh ph ot on  ( I PH ):     I PH   =  [I SC   +   K i   (T C   –   T ref ) ] G               ( 5)     Cel l  r ev ers e s atu r a ti o n c urr en t (I S ):     I S   =I RS   (T C /T ref )  3/ A  [e qE G   (1/T r ef  –   1/T C )/kA ]             ( 6)     Cel l  s atu r a ti o n c urr en at  r e ferenc e t em p erature  ( I RS ):     I RS  =  I SC/ [e qV OC /kAN s T C   - 1]                 ( 7)     G R s h R s I P H I D 1 I s h I P V V P V G G R s h R s I P H I s h I P V D 1 D 1 I D 1 I D 1 V P V D 2 I D 2 I D 2 R s I P H I D 1 I P V V P V D 1 a ) b ) c ) G R s h R s I P H I D 1 I s h I P V V P V G G R s h R s I P H I s h I P V D 1 D 1 I D 1 V P V D 2 I D 2 R s I P H I D 1 I P V V P V D 1 a ) b ) c ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   15 ,  No 1,  M arc h 2 0 17   :    79   –   92   82   where,    I SC   : S h ort c i r c ui t c urr e nt  of  s ol ar c el l     V OC   : O pe n c i r c ui t v o l ta ge  o f s ol ar c el l   R S   : E q ui v a l en t  s erie s     R SH   : S h un t res i s tan c e   G   : S u n i r r ad i at i o n   A   : Id e al i ty  fa c tor   N S   : Num be r  of  c el l s  i n s er i es   q   : E l ec tr on  C ha r g e,  1. 6 Ã—  10 - 19   C   k   B o l tz ma nn ‟ s  c on s ta nt,  1. 3 8 Ã—  10 - 23  J / K   T C   : Cel l  Te mp er atu r e   T ref   : Ref ere nc e Te mp era ture   K i   : Temp erature  Coe ffi c i en t‟ s  Curr en t       Regu l arly s o me   of  t he   P V   pa r am ete r s   s uc as   o pe c i r c ui v o l ta ge s h ort  c i r c ui c urr en t   an te mp erature  c oe ffi c i en ha v be e prov i de i t he   da t s he et  of  s ol ar  P V   ba s ed   on   t he   S tan da r d   T es C on d i t i on   ( S T D) 10 0 0W /m 2   of  s ol ar   i r r ad i ati on   an d   2 5° of  t em p erature.   A l l   th e   eq ua ti o ns  me nti on e d a bo v e we r us ed   i n t he   MA T L A B /S i m ul i nk  s i m ul ati on   l at er i n S ec t i on  5.       3.  S w it ch ed Mod DC - DC  Bo o st Co n ve r t e r       DC - DC  c on v erter   i s   l oc at ed   b etwe en   the   r efe r r ed   ph ot ov ol t ai c   mo d ul e   an l oa i MP P T   s y s tem   th at  al t ers   a   DC  v ol tag to   an oth er  l ev el   o DC   v ol t ag e.   It  i s   i mp o r tan t d es i gn   the   DC - DC  c o nv erter   c orr ec tl y   i or de r   t e ns ure  t he   P V   s y s tem   i s   op erati n at  th be s eff i c i en c y   as   r eq u i r ed T h ere  are  thre ma i ty p es   tha t   fr eq ue ntl y   us e ac c ordi ng   to  the   s y s tem   ap p l i c at i on s te up   the   i n pu v o l ta ge   ( bo os t   c on v ert er) s tep   do w t he   i np ut   v ol tag ( b uc k   c on v erter )  or c om b i n ati on  o f b ot h o p erati on s  ( bu c k - bo o s t c on v erter )   [25]   B uc k   c on v erter   an B o os c on v erter   are  the   mo s p op ul ar  c i r c ui an c o mm on l y   us ed   i n   the   s o l ar  MP P T   s y s tem   d ue   t t he   s i mp l i c i ty   an l o c os i mp l em en t ati on   [16] Non eth el es s bo os c o nv erter   i s   mo r e   pr efe r ab l e   c om pa r e   to   the   b u c k   c on v erter   s i nc e   t he   ou t p ut  P V   v ol tag e   are  us u al l y   l ower   th an   the   de s i r ed   v ol tag at  t he   ex ter na l   l oa d A dd i t i on al l y t he   c on fi gu r at i o o bu c k   c on v erter   ( s wi tc h i ng   c om po n en t   i s   p l ac at  i np ut  s i d a nd   s eri es   wi t i np ut  v ol t ag e)  ha d   c au s ed   d i s c on ti nu ou s   c urr en f l ow  i ns i de   t he   s y s tem   an r es u l i e ne r gy   l os s es   du r i n p ower   ge ne r ati on   proc es s Co ns eq ue ntl y ,   bo os c on v ert er  pres en ts   a   gre at  ad v an tag es   i n   ter ms   of   c os t s av i ng  a nd   hi g h e f fi c i e nc y   [26]   T he r efo r e,   i n   th i s   pa pe r ,   b oo s c on v ert er  i s   c ho s e t l ev el   u t he   i np ut   v ol tag a nd   c on tr ol   th l ev e l   of  o utp u po wer   to  t he   l o ad F u nd a m en ta l l y th bo os c on v ert er  i s   c on s i s ts   of  an   i n du c tor,  di od e h i g fr eq u en c y   po wer   MO S F E T   s wi tc an c a pa c i t or.  T h i np ut  v ol tag of  bo os c on v erter   i s   c on tr ol l ed   by   the   P V   m od e l l i n c i r c ui a nd   t he   d uty   c y c l f or  the   c o nv erter   i s  v arie d  ac c ordi ng   to  t he   o utp ut  of   MP P T . F i gu r e 2  i l l u s tr ate s  th e  ba s i c  c i r c ui of  b oo s t c on v erter   us ed  fo r  t hi s  p ap er.    T he   o pe r at i o of  bo os t   c on v erter   i s   ma i n l y   r e l y   o th op e ni ng   an d   c l os i ng   of   the   s wi tc h T h c h argi ng   s ta te  i s   oc c urr ed   wh en   the   s wi tc h   i s   c l os ed   an d   s ec on m od of   op erat i on   ( di s c ha r gi ng   s tat e)  wi l l   b i ni t i ate by   op en i ng   t he   s wi tc h.  T he   eq ua t i on   us ed   to  ob ta i th du ty   c y c l e f or thi s  c o nv erter  i s  s ho wn  i the   E q ua t i on  ( 8).    In  ord er  to  en s ure  t he   bo os c on v erter   o pe r at es   at  c o n ti nu ou s   c urr en t   mo de   ( CC M),  the   s i z of   i n du c tor  us ed   pl a y s   an   i mp ort an t   r ol e.He n c e,  the   v al ue   of  the   i nd uc tor  mu s t   be   c al c ul a ted   prec i s el y B es i d es th c a pa c i t or  i s   ne c es s ary   to  di mi ni s h   th r i pp l e   a nd   no i s a t he   ou tp ut  s i de   of  the   bo os c on v erter   a nd   f urther   s mo oth e o ut  t he   l o ad   v ol t ag an c urr en s i gn a l s E qu ati on   ( 9)   an ( 10 )   are   th us ef ul   eq ua t i o ns   to  c o mp u te  t he   v al u o i n du c tor  an d   c ap ac i tor r es p ec ti v e l y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   â—¼     MP P T  fo r   P V   S y s tem   B as e d o V ar i ab l S te p S i z P & O  A l g orit hm  ( A wan g J us oh )   83       F i gu r 2.   A  DC - DC  B o os t C on v erter       Duty  c y c l e,     D =  1  –   (V S/ V o )                   ( 8)     Ind uc tor,     L =  ( V S D/∆ i o f)                   ( 9)     Capa c i tor,     C =  ( V o D/∆ V o Rf)                 ( 10 )     where,   V S   : In p ut  v ol tag e f r om  s ol ar  P V   V   : O utp ut  v ol t ag e  at   l oa d s i d e   ∆i o   : Ri p pl e o u tpu t  c urr en   ∆V o   : Ri p pl e o u tpu t  v ol t ag e       4.  De sign  V ar i able  S t ep S iz e P &O  Algo r it h m   T he   o pe r at i o for   P & O   a l go r i th i s   th eo r et i c al l y   a b ou pe r turb i n or  s h i ft i ng   t he   P V   op erat i o p oi nt  ba s e o th s i g of   the   l as i nc r em en t   of   P V   po w er  [ 27 ] ,   as   pres e nte d   i F i gu r 3(a) In  oth er  wor ds the   o p erati o po i nt  k ee ps   i nc r ea s i ng   as   the   P V   po wer   i nc r ea s es O nc the   P V   po wer   s t arts   to   d ec r ea s e,  t he   op erati on   po i nt   g oe s   i r ev ers ed   di r ec t i on .   E v en t ua l l y i k e ep s   os c i l l ati ng   aro un the   M P P   wi th  fi x e s tep   s i z e.  F i g ure  3(b)   i l l us tr ate s   th o pe r ati on   for  P & O   al g orit h m t o war ds  th e s ol ar  P V   un de r  c on s ta nt  i r r ad i ati on   [2 8]   T ec hn i c a l l y l arg er  s tep   s i z c on tr i bu t es   to  hi gh er  po w er  l os s es s i nc th tr ac k e po i n i s   away   fr om   the   r ea l   M P P T he r efo r e,  t tr i do wn  t he   os c i l l at i on   a the   po wer   pe ak s ma l l er  s tep   s i z i s   c ho s en   f or  the   P & O   a l go r i th m.  Nev ert he l e s s the   tr an s i e nt  r es po ns of  the   s y s tem   i s   s l ow  an d   i nfl ue nc es   the   ov eral l   p erfor ma nc of  s o l ar  P V .   B es i d e s th c o nv en t i o na l   a l go r i thm   i s   un ab l to  w ork   wel l   u nd er  v ario us   we ath er  c on d i ti on s ,   as   wr on g   pe r t urbat i on   c ou l ha pp e a nd   c au s the   op erati ng   p oi nt   to  m ov furth er  aw ay   fr om   th p ea k   po i nt In  s h ort,  the s e   two   c on di t i o ns  ha v be c om e t h e c r i ti c a l  draw ba c k s  of  th c on v en ti on a l   P & O   me t ho d.     Refe r en c [29]   propos e d   v ol tag ho l o pti mi z a ti on   of  P & O   me t ho w h ere  an   ad d i ti on a l   s tag of   de c i s i on   i s   ne e de to  v er i fy   the   c h a ng es   of  i r r ad i an c e   l ev e l T h ou t pu of  P V   v ol tag ( V PV )   i s   be i n h ol un ti l   t he   i r r ad i an c e   v aria ti on   i s   s t op   i n   order   to   av oi d   an y   wr on g   tr ac k i ng   d i r ec ti o n.  T he   s t ep   s i z i s   r eg u l arly   d ec r ea s ed   as   the   tr ac k i n i s   ap proac h i ng   MP P T he   r es ul ts   de p i c ted   t he   ap pl i ed   s y s tem   ha l ow  os c i l l ati o ns   an r ea l   M P P   wa s   s uc c es s ful l y   ob ta i ne d i n rea l - ti me   un d er  v ario us  i r r a di a nc e l ev el .   F urthermor e th three  p oi nts   w ei g ht  P & O   m eth o an two  s ta ge   a l g orit h are  s ug ge s te by   r ef erenc [ 1 5]   to  prev en t   fa i l i ng   du r i ng   r ap i d   v aria t i o of   i r r ad i at i on I fac t,  an   i ns tan tan eo us   s am pl i ng   an pe ak   c urr en c on tr ol   a pp r oa c he s   tha de p en o th c ha ng es   of  r efe r en c e   c urr en t   ha s   al s o   be en   r ec o mm e nd e by   r ef erenc [30 ,   3 1]   to  fi n tr a d eo ff   b etwe e the  w ea k ne s s es  of   P & O  s y s tem .     I n d u c t o r D i o d e S w i t c h C a p a c i t o r R e s i s t o r I n d u c t o r D i o d e S w i t c h C a p a c i t o r R e s i s t o r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   15 ,  No 1,  M arc h 2 0 17   :    79   –   92   84       F i gu r 3.  O p erati on  f or P ertur b a n d Obs erv e M P P T  Te c hn i q ue  ( a) F l owc ha r for P & O  A l go r i th ( b) P& O  Tr ac k i n g o n t h e P - V  Curv un d er Cons t an t Irr ad i ati on       B y   r efe r r i n al l   ex i s t ed   m et ho ds th i s   pa pe r   prop os ed   mo d i f i ed   al go r i t hm   c om e s   wi th  three  c on di t i o ns whi c ar A B   an C,  as   s ee i n   the   f l owc ha r ( F i gu r 4).  T hs   me th od   i s   ba s i c al l y   c om b i n i ng   t he   i de of  ha v i ng   v ari ab l s tep   s i z of  P & O   a l g orit h an p r i nc i p al   of  H me th od T he   S ec ti on   A   s i gn i fi es   th os c i l l at i o s up pres s i on   s ta ge .   A s   t he   p ower  p ea k   i s   att a i ne d,  t he   s t ep   s i z e   of   th du ty   r ati i s   d i v i d ed   by   c on s tan nu mb er,   ß i ord er  to  r e du c e   i t   to  ne arly   z ero  an c l os er  t the   r e al   MP P T h c on s t an ß   i s   r a nd o ml y   p i c k ed   a s   l on as   i i s   l arger   t ha n   1.  S i nc th r ea l   pe ak   po i nt  i s   i nc o nc ei v ab l to  b ac h i ev e d,  m argi of  p ower  v aria ti on   ha be en   de fi n ed ,   whi c wer fr o - 0.0 0 1W   to  0.0 0 1W T he n,  s ta ge   A   wi l l   be   i ni t i at ed   as  th e c o nd i ti o n i s   me t.   Se c ti on   B as   de p i c ted   i F i gu r i s   uti l i z ed   t s en s the   r ap i v aria t i o of  s urr o un d i ng   c on di t i o ns T he   i de c o me s   fr om   the   I - V   c urv o the   P V   p an el as   s ho wn  i F i g ure  5.  T he   DC   l oa l i ne   s ho wn  i the   f i gu r r ep r es en ts   th eq u i v a l en t   r es i s tan c fr om   th e   i np ut  at  the   s pe c i fi c   v al ue   of  du ty   l on as   r at i o.  F r om   th fi gu r e,  whe n   the   s un   i r r ad i ati on   w as   50 W /m 2 the   op erat i n p oi nt  was   l oc at e at   A W h en   th s u i r r a di at i o r a pi dl y   c h an g ed   to   75 0   W / m 2 ,   th e   op erat i n p oi nt  c ha ng ed   a nd   w as   l oc ate at   p oi n B .   T he r ef ore,  i c a be   c o nc l ud ed   th at,   the   ma gn i tu de   of  P V   c urr en an P V   v ol t ag w ou l ei t he r   i nc r ea s or  de c r ea s s i mu l tan eo us l y   when   s urr ou nd i ng   c o nd i ti o n s   c ha ng r ap i d l y Henc e fr om   s ec ti o B   i F i gu r 4 a   c on di t i o ha be en   s et,   i ord er  to  s e ns the   r ap i c ha ng es by   w hi c i th s urr ou n di ng   w a s   s ub j ec ted   to  r ap i d c h an ge , t he  w ho l e a l g orit h m wo ul d  be   i n i t i al i z ed   i n o r de r  t o o bta i n f as t trans i en t res po ns e.   In  ad di t i on S ec ti o i F i gu r prov i d es   the   v ari ab l s tep   s i z p ertur b ati on w he r eb y   the   v a l u of   s tep   s i z e,   α  i s   v arie by   d i v i d i ng   or  mu l ti pl y i ng   α  w i th   1.1   [3 2]   de p en d   on   the   v al ue   of  th s l op e   P V   c urv e,  ∆ P / ∆V.  A s   th s l o pe   of  t he   c urv de c r ea s e,   th i s   m ea ns   t h at  th o pe r at i n po i nt  i s   ap pr oa c h i n th MP P as   r es ul t,   th s te p   s i z w i l l   au to ma t i c al l y   r ed uc s t ha t   an   ac c urate M P P  c an  b e t r ac k ed .         a ) b ) S t a r t M e a s u r e   V [ n ] ,   I [ n ] ,   V [ n - 1 ] ,   I [ n - 1 ] P [ n ]   =   V [ n ]   –   I [ n ]     P [ n - 1 ]   =   V [ n - 1 ]   –   I [ n - 1 ] ∆   P   =   P [ n ]   –   P [ n - 1 ]     ∆   V   =   V [ n ]   –   V [ n - 1 ] ∆ P   = 0 ∆ P   >   0 ∆ V   >   0 ∆ V   <   0 V o l t a g e   I n c r e a s e V o l t a g e   d e c r e a s e R e t u r n Y e s Y e s Y e s N o N o N o S t a r t M e a s u r e   V [ n ] ,   I [ n ] ,   V [ n - 1 ] ,   I [ n - 1 ] P [ n ]   =   V [ n ]   –   I [ n ]     P [ n - 1 ]   =   V [ n - 1 ]   –   I [ n - 1 ] ∆   P   =   P [ n ]   –   P [ n - 1 ]     ∆   V   =   V [ n ]   –   V [ n - 1 ] ∆ P   = 0 ∆ P   >   0 ∆ V   >   0 ∆ V   <   0 V o l t a g e   I n c r e a s e V o l t a g e   d e c r e a s e R e t u r n Y e s Y e s Y e s N o N o N o a ) b ) S t a r t M e a s u r e   V [ n ] ,   I [ n ] ,   V [ n - 1 ] ,   I [ n - 1 ] P [ n ]   =   V [ n ]   –   I [ n ]     P [ n - 1 ]   =   V [ n - 1 ]   –   I [ n - 1 ] ∆   P   =   P [ n ]   –   P [ n - 1 ]     ∆   V   =   V [ n ]   –   V [ n - 1 ] ∆ P   = 0 ∆ P   >   0 ∆ V   >   0 ∆ V   <   0 V o l t a g e   I n c r e a s e V o l t a g e   d e c r e a s e R e t u r n Y e s Y e s Y e s N o N o N o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   â—¼     MP P T  fo r   P V   S y s tem   B as e d o V ar i ab l S te p S i z P & O  A l g orit hm  ( A wan g J us oh )   85       F i gu r 4.  P r op os e d M od i fi e d P & O  M P P T       F i gu r 5.  I - V  Curv e w i th  DC  Lo a L i ne   [28]     Y e s S T A R T S T A R T D   =   0 . 5 ,   ∆ D   =   0 . 0 2 D   =   0 . 5 ,   ∆ D   =   0 . 0 2 V [ n ] ,   I [ n ] V [ n ] ,   I [ n ] P [ n ]   =   I [ n ]   *   V [ n ] P [ n ]   =   I [ n ]   *   V [ n ] ∆ P   =   P [ n ]   -   P [ n - 1 ] ∆ P   =   P [ n ]   -   P [ n - 1 ] ∆ P < 1   & &   ∆ P > - 1   ∆ P < 1   & &   ∆ P > - 1   ∆ P > 0 ∆ V [ n - 1 ] < 0   & &       ∆ I [ n - 1 ] > 0   ∆ P / ∆ D > 0 D [ n ]   =   D [ n - 1 ]   +   ( α × 1 . 1 )   D [ n ]   =   D [ n - 1 ]   –   ( α / 1 . 1 )     ∆ D   =   ∆   D [ n - 1 ]   /   ß   N o N o Y e s Y e s N o A B C Y e s S T A R T S T A R T D   =   0 . 5 ,   ∆ D   =   0 . 0 2 D   =   0 . 5 ,   ∆ D   =   0 . 0 2 V [ n ] ,   I [ n ] V [ n ] ,   I [ n ] P [ n ]   =   I [ n ]   *   V [ n ] P [ n ]   =   I [ n ]   *   V [ n ] ∆ P   =   P [ n ]   -   P [ n - 1 ] ∆ P   =   P [ n ]   -   P [ n - 1 ] ∆ P < 1   & &   ∆ P > - 1   ∆ P < 1   & &   ∆ P > - 1   ∆ P > 0 ∆ V [ n - 1 ] < 0   & &       ∆ I [ n - 1 ] > 0   ∆ P / ∆ D > 0 D [ n ]   =   D [ n - 1 ]   +   ( α × 1 . 1 )   D [ n ]   =   D [ n - 1 ]   –   ( α / 1 . 1 )     ∆ D   =   ∆   D [ n - 1 ]   /   ß   N o N o Y e s Y e s N o A B C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   15 ,  No 1,  M arc h 2 0 17   :    79   –   92   86   5.  S i mu latio n  ( Ma t l ab/S im u link)   T he   MP P T   al go r i thm   i s   i mp l em en te us i n M A T LA B   fu nc ti on   b l oc k wh i l t he   S i m po wer   s y s tem  l i brar y   i s  us e d t o c r ea te  th e s u bs y s tem   bl oc k s   for P V  c el l   an d  b oo s t c o nv e r ter. S i m pl i fi ed   mo de l l i n c i r c ui of  P V   c el l s   i s   ap p l i ed   to  an a l y s th c ha r ac teri s t i c s   of  t he   p a ne l T he   b as i c   l ay ou t  of  t he   MA T L A B /S i m ul i nk  i s  d i s pl ay ed   i n F i gu r e   6.          F i gu r 6.  M A T L A B /S i m ul i n k  La y ou t       T he   propos e al go r i t hm   i s   pl ac e at  the   M P P T   b l oc k   be twe en   th s o l ar  P V   an d   bo os c on v erter   wh i c P V   c urr en an v o l tag ( I a   an V a )   a r the   i np u ts   wh i l t he   du t y   c y c l i s   t he   r eq ui r e ou t pu f or  the   M P P T   s y s tem T he   pa r a me t ers   us ed   for  bo os c on v erter   are:  22 0µF   of   c ap ac i tor,   30 mH  of  i n du c tor  an 3 1k Hz   of   s wi tc h i ng   fr e qu e nc y F urth ermor e,  a   c on s ta nt   i r r ad i ati on   o 10 00   W / m 2   a n r ap i d   c ha ng e   of  i r r ad i ati o fr om   80 0   W / m 2   t 10 00   W /m 2   ha be en   ap p l i e to   the   s y s tem T h r es ul of  t he   o utp ut  p ow er  wav efo r m   was   o bs erv e throu gh   t he   s c op e f or c om pa r i s o n.    T he   s i m ul a ti o h ad   b ee c arr i ed   o ut  w i th  v ari ou s   s tep   s i z es l arge  s t ep   s i z e,  s m a l l   s te s i z an v ari ab l s tep   s i z e s T he   r es ul ts   of  th s ol ar  c el l   p ower  are  pres e nte i F i gu r 7(a) 7(b) 7(c )   an 7(d) r es pe c ti v el y .Fr om   t he   ob tai ne r es ul ts the r wer e   s om i mp r ov e me nts   s ho wn  by   the   v ar i ab l e   s tep   s i z ov er  t he   c on v e nt i on al   me t ho ( s m al l   or  l arg s te s i z e).  W he s ma l l   s te s i z e   was   us ed al th ou g t he r e   was   j us a   s ma l l   os c i l l ati on   du r i ng   m a x i mu m   p ower,  the  s y s tem ’ s  c o nv ergenc e   s pe ed  was  r el a ti v e l y  s l o w,   whi c h  to ok  aro un d  0. 5s  to  b e a t  t he  s t ea dy   s tat e.  O th ot he r   ha nd when   t he   s y s tem   w as   ap p l i ed   w i th  l arg s tep   s i z e th c on v erge nc s pe ed   ha i mp r ov ed   to  0. 05 s   How ev er,  t he   s t ea dy   s tat e   os c i l l at i o be c am wor s w i th   the   r i pp l p ower  of  13   m W B o th  c a s es   de m on s tr ate th e   ge ne r a l   dra wbac k s   of  c on v en ti o na l   P & O   al g orit h m.    In  ord er  to   s ol v e   th i s   i s s ue ,   v aria b l e   s tep   s i z a l g orit h was   ap p l i ed ,   wi t pr ov en   r es ul t   as   s ho wn  i F i g ure  7(c )   r eg ardi ng   i ts   eff i c i en c y   an e ffe c ti v en es s B y   us i n v ari ab l s tep   s i z al g orit h m,  c on v erg en c s p ee c ou l be   s uc c es s ful l y   ma i nta i ne i 0.0 5s wh i l the   os c i l l a ti o was  s up pres s ed   du r i ng  s te ad y  s tat e.     T he   s y s tem   was   al s s i m ul ate u nd er  r ap i c ha ng e of  i r r ad i at i on   l ev el   fr o 80 0   W /m 2   to  1 00 0   W /m 2   a s i mu l at i o t i me   of   1 .0 s by   us i ng   v aria b l e   s tep   s i z e   a l go r i thm T he   r es u l of   po wer   c urv i s   de m on s tr ate i F i gu r 7(d)   R e s ul i F i gu r 7( d)  s ho ws   the   s at i s fy i ng   pe r forma nc fr o v aria bl s tep   s i z P & O   al g orit h i de a l i ng   w i th  r a pi c ha ng of  s un   i r r ad i ati on   l ev e l .       I p v V p v I a V a I a 1 P p v D u t y D u t y + V i n - V i n + V o u t - V o u t P m o d S o l a r   P V B o o s t   c o n v e r t e r 1 2 : 3 4 D i g i t a l   C l o c k M P P T 1 0 0 0   Ω I p v V p v I a V a I a 1 P p v D u t y D u t y + V i n - V i n + V o u t - V o u t P m o d S o l a r   P V B o o s t   c o n v e r t e r 1 2 : 3 4 D i g i t a l   C l o c k M P P T 1 0 0 0   Ω Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   â—¼     MP P T  fo r   P V   S y s tem   B as e d o V ar i ab l S te p S i z P & O  A l g orit hm  ( A wan g J us oh )   87       F i g ure  7.  S ol ar Ce l l   P o wer   Cur v e wi t h D i ffe r e nt  S tep  S i z e (a)  La r ge S tep   S i z e (0. 1 V )  ( b) S ma l l   S tep  S i z e (0.0 1V )  ( c )  V aria bl S te S i z e (d)   V ari ab l S tep  S i z e w i th  R ap i d I r r ad i an c e V aria ti o n       F i gu r 8(a) 8(b)   an 8(c )   de pi c th v aria ti o of  d uty   c y c l s tep   s i z wi th  r es pe c t ti m e   for  al l   thre c as es B as e on   th fi gu r es i c a be   c on c l u de t ha t,  the   op t i mu v al u of  d uty   c y c l was   0. 65 ,   i ord er  to   en s ure   th m ax i m um   ou t pu po w er  to   be   ex tr ac te fr om   t he   s o l ar   c el l .   A s   i n   F i g ure  8(c ) t he   s te s i z e   was   au t om ati c a l l y   v ari ed   whe t he   op erat i n p oi nt   ap pro ac he the   ma x i mu pe ak  p ower p oi nt.   F r om   al l   thre c as es the   p erfor ma nc of  th M P P T   w as   c areful l y   ob s erv ed   thro u gh   the   po wer   c urv fr o th ou tp ut  term i na l   o s ol ar  c el l a s   s ho wn  i 9(a) 9( b)  an d   9(c ) .   In  the s fi gu r es ,   y el l ow   c o l ou r   l i ne   r ep r es en ts   the   o utp ut  po w er  fr om   th s o l ar   c el l   t ermi na l wh i l pu r p l c ol ou r   l i ne  r ep r es en ts  th e o utp ut  po w er r ec ei v e d b y  th e l o ad .   Dur i n t he   ap p l i c a ti o of  t he   s m al l   s te s i z e t he   c o nv ergenc e   s pe e w as   s i gn i fi c a ntl s l ow,  ar ou n 0. 75 s w i th   s ma l l   os c i l l a ti o at   th ma x i m um   po w er  po i nt.   In   c on tr as t,  th c on v ergenc e   s pe e was   i mp r ov ed   fr om   0.7 5s   to   0.3 s   when   l ar ge   s te s i z e   wa s   gi v en   to  the   s y s tem   Howev er,  i c on ta i ne l o of  r i pp l a nd   os c i l l a ti o ns ,   es pe c i a l l y   du r i ng   s te ad y   s tat e.   La s tl y 9(c )   de mo ns tr at es   the   p ower  c urv du r i ng   th ap p l i c ati on   of  v ar i ab l s tep   s i z P & O   al g orit h m.   T he   fi gu r e   c l e arl y   s ho ws   t he   i mp r ov em en t   an d   pro mi s i ng   pe r for ma nc d el i v ered   by   thi s   m od i fi ed   P & O   a l go r i t hm s h owi ng   r e l a ti v e l y   fa s ter  c on v ergenc e   s pe ed   of  0. 65 s s m al l   os c i l l ati on  a t s tea dy  s tat e r eg i on  a nd   prom i s i n g e ff i c i e nc y  of  95 . 23 %.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             â—¼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   15 ,  No 1,  M arc h 2 0 17   :    79   –   92   88   0 . 7 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) D u t y   C y c l e a ) 0 . 7 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 0 . 5 1 . 0 2 . 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) 0 . 8 0 . 9 1 . 0 b ) 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) D u t y   C y c l e c ) O p t i m u m   d u t y   c y c l e   =   0 . 6 5 O p t i m u m   d u t y   c y c l e   =   0 . 6 5 O p t i m u m   d u t y   c y c l e   =   0 . 6 5 0 . 7 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) D u t y   C y c l e a ) 0 . 7 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 0 . 5 1 . 0 2 . 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) 0 . 8 0 . 9 1 . 0 b ) 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) D u t y   C y c l e c ) O p t i m u m   d u t y   c y c l e   =   0 . 6 5 O p t i m u m   d u t y   c y c l e   =   0 . 6 5 O p t i m u m   d u t y   c y c l e   =   0 . 6 5   F i gu r 8.  D uty  Cy c l e w i th  D i ffe r e nt  S tep  S i z e (a)  S ma l l   S tep  S i z e (0.0 1V )     ( b) Large  S te p S i z e (0. 05 V )  ( c )  V aria b l S te S i z e           F i gu r 9.  P ow er Cur v e a t  o utp ut  c el l  te r m i n al   an l o ad   wi th  Di ff erent  S t ep   S i z   ( a) Sm a l l  S t ep   S i z e ( 0.0 1 V )  ( b) Large  S t ep   S i z e (0 .05 V )  ( c )  V aria b l S te p S i z e     0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 - 0 . 0 1 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 0 1 . 2 5 1 . 5 1 . 7 5 2 . 0 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) P o w e r   ( W ) a ) 0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 - 0 . 0 1 0 0 . 3 0 . 6 0 . 9 1 . 2 1 . 5 2 . 0 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) b ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 - 0 . 0 1 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) P o w e r   ( W ) c ) O u t p u t   p o w e r   f o r   s o l a r   P V P o w e r   r e c e i v e d   b y   l o a d 0 . 7 5 s 0 . 3 s E f f i c i e n c y   =   9 5 . 2 3 % 0 . 6 5 s 0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 - 0 . 0 1 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 0 1 . 2 5 1 . 5 1 . 7 5 2 . 0 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) P o w e r   ( W ) a ) 0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 - 0 . 0 1 0 0 . 3 0 . 6 0 . 9 1 . 2 1 . 5 2 . 0 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) b ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 - 0 . 0 1 0 S i m u l a t i o n   T i m e   ( s ) P o w e r   ( W ) c ) O u t p u t   p o w e r   f o r   s o l a r   P V P o w e r   r e c e i v e d   b y   l o a d 0 . 7 5 s 0 . 3 s E f f i c i e n c y   =   9 5 . 2 3 % 0 . 6 5 s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.