Kablosuz haberleşme tabanlı kablosuz sensör ağları uygulaması için güneş enerjisi hasat tasarımı

Bu çalışma, fotovoltaik enerji hasadına dayalı kablosuz sensör ağlarında çeşitli maksimum güç noktası izleme algoritmalarının verimliliğini kapsamlı bir şekilde inceledi ve bu algoritmaların sıcaklık ve güneş ışınımı gibi çevresel faktörlere nasıl tepki verdiklerine özel bir odaklanma gösterdi. Değerlendirilen çeşitli algoritmalar arasında, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması olağanüstü performansı ile öne çıktı. Bu algoritma, 0.1 saniyede 14.8 volt ve 25 mA ile dikkat çekici derecede düşük bir aşım sergiledi. Karşılaştırmalı olarak, Boz ve Gözle (BG) algoritması biraz daha yüksek, 15 volt ve 25.5 mA bir aşım gösterdi. Artımsal İletkenlik (Aİ) ve Bulanık Mantık (BM) algoritmaları ise aynı zaman diliminde daha da yüksek, 15.3 volt ve 27 mA değerlerine ulaşan aşım oranları sergiledi. Çıkış gücü açısından kritik bir alanda, PSO algoritması yine en verimli olarak ortaya çıktı, IC ve FL algoritmaları geride kaldı ve PO yöntemi en zayıf performansı gösterdi. Ayrıca, çalışma çevresel koşulların, özellikle sıcaklık ve güneş ışınımının, kablosuz sensör bataryalarının şarj sürecini önemli ölçüde etkilediğini ortaya çıkardı. Bu faktörler, şarj verimliliği ve hızı üzerinde derin bir etkiye sahip olup, bu da kablosuz sensör ağlarındaki bataryaların genel performansını ve ömrünü etkiliyor. Çalışma, değişen koşullara karşı verimliliği, uyum yeteneği ve yanıt verme hızı nedeniyle WSN batarya şarj süreçlerinin optimizasyonunda PSO algoritmasının kullanılmasını öneriyor. Ancak, sınırlı hesaplama kaynakları için IC veya FL gibi alternatif algoritmalar da düşünülebilir. Çalışma ayrıca, şarj verimliliğini artırmak, batarya ömrünü uzatmak ve WSN sistemlerindeki genel performansı iyileştirmek için sıcaklık ve güneş ışınımı gibi çevresel değişkenlerin batarya şarj optimizasyon stratejisine dahil edilmesinin önemini vurguluyor. Hesaplama karmaşıklığına rağmen, PSO temel P&O yöntemine göre önemli iyileştirmeler sunuyor. Özellikle aşırı sıcaklıkların batarya performansı üzerindeki etkisini göz önünde bulundurarak, çeşitli hava koşullarına dayanabilen bataryaların seçilmesi esastır. Bu araştırma, kablosuz sensör ağ sistemlerinin sağlamlığını, sürdürülebilirliğini ve güvenilirliğini artırmaya katkıda bulunan değerli içgörüler sunmakta olup, zorlu çevresel koşullarda bile etkili bir şekilde çalışmalarını sağlamaktadır. MATLAB 2021b kullanılarak gerçekleştirilen bu çalışma, fotovoltaik enerji hasadına dayalı kablosuz sensör ağlarında kullanılan çeşitli MPPT algoritmalarının performansını çeşitli çevresel senaryolarda değerlendirmektedir.