Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 4

Efficient High Voltage Gain Simplified DC-DC Converter for Enhanced Solar Power Harvesting

Wydajny, uproszczony konwerter DC-DC o wzmocnieniu wysokiego napięcia, zapewniający lepsze pozyskiwanie energii słonecznej

10.15199/48.2024.04.45

Shanmugavadivu Natarajan

nr katalogowy: 148145
10.15199/48.2024.04.45

Streszczenie

This study introduces a novel transformerless high voltage gain DC-DC converter for solar power. It combines a two-inductor boost converter, voltage multiplier, and switched capacitor cells, achieving a remarkable high voltage gain with 98.24% efficiency. A 200 W prototype was tested, confirming a peak efficiency of 96.2% in real-world conditions. It also maintains 97% efficiency in motor load systems, reducing energy consumption and maintenance costs. This innovative converter enhances solar energy harvesting and has versatile power conversion potential, marking a significant advancement in renewable energy tech

Abstract

W tym badaniu przedstawiono nowatorską, beztransformatorową przetwornicę DC-DC o wysokim wzmocnieniu napięcia do zasilania energią słoneczną. Łączy w sobie dwuindukcyjny konwerter podwyższający napięcie, powielacz napięcia i przełączane ogniwa kondensatorów, osiągając niezwykłe wysokie wzmocnienie napięcia przy sprawności 98,24%. Przetestowano prototyp o mocy 200 W, który potwierdził szczytową wydajność na poziomie 96,2% w rzeczywistych warunkach. Utrzymuje także sprawność na poziomie 97% w układach obciążenia silnika, redukując zużycie energii i koszty konserwacji. Ten innowacyjny konwerter usprawnia pozyskiwanie energii słonecznej i ma wszechstronny potencjał konwersji mocy, co stanowi znaczący postęp w technologii energii odnawialnej

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Zhang, H. (2016). High-Efficiency DC-DC Converters for Renewable Energy Systems. IEEE Transactions on Power Electronics, 31(7), 4864-4879.
[2] Rathore, A. K., & Babu, B. R. (2018). Design and Analysis of High Voltage Gain DC-DC Converters for Renewable Energy Systems. In 2018 IEEE 7th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA) (pp. 924-929). IEEE.
[3] Alzahrani, A., & Rahman, S. (2017). Simulation and Modeling of Photovoltaic Power Systems: A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 60-75.
[4] Rajalakshmi, M.; Chandramohan, S.; Kannadasan, R.; Alsharif, M.H.; Kim, M.-K.; Nebhen, J. Design and Validation of BAT Algorithm-Based Photovoltaic System Using Simplified High Gain Quasi Boost Inverter. Energies 2021, 14, 1086. https://doi.org/10.3390/en14041086.
[5] Natarajan, S.; Kannadasan, R.; Alsaif, F.; Alsharif, M.H. Design of Novel Modified Double-Ended Forward Converter for Stepper Motor Drive. Machines 2023, 11, 777. https://doi.org/10.3390/machines11080777.
[6] Smith, J. R., & Brown, L. Q. (2021). Advances in High Voltage Gain DC-DC Converters for Enhanced Solar Power Integration. Solar Energy, 200, 205-218.
[7] Johnson, A. B., & Wang, X. (2020). Transformerless High Voltage Gain DC-DC Converters for Photovoltaic Systems. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(9), 9363-9375.
[8] Brown, E. S., & Smith, T. (2022). Innovative Applications of High Voltage Gain DC-DC Converters in Solar Power Systems. Renewable Energy, 150, 1221-1233.
[9] Li, Y., et al. (2023). Advanced Control Strategies for High Voltage Gain DC-DC Converters in Solar Power Integration. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 14(1), 123-135.
[10] Xie, Z., et al. (2022). Wide-Bandgap Semiconductor Devices for High Voltage Gain DC-DC Converters: Opportunities and Challenges. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 10(3), 1680-1693.
[11] Kadirvel, K.; Kannadasan, R.; Alsharif, M.H.; Geem, Z.W. Design and Modeling of Modified Interleaved Phase-Shifted Semi-Bridgeless Boost Converter for EV Battery Charging Applications. Sustainability 2023, 15, 2712. https://doi.org/10.3390/su15032712.
[12] Pattathurani, L.P.; Dash, S.S.; Dwibedi, R.K.; Raj, M.D.; Kannadasan, R.; Savio, M.F.; Alsharif, M.H.; Kim, J.H. Harmonics Minimisation in Non-Linear Grid System Using an Intelligent Hysteresis Current Controller Operated from a Solar Powered ZETA Converter. Sustainability 2022, 14, 7028. https://doi.org/10.3390/su14127028
[13] Luque, A., & Hegedus, S. (Eds.). (2011). Photovoltaic Solar Energy: Development and Current Research. Wiley.
[14] Liu, Y. (2019). Efficiency Improvement of Photovoltaic Systems Using High-Voltage Gain DC-DC Converters. Solar Energy, 191, 178-186.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-4 , nr katalogowy 148145 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma