Publication:
An efficient photovoltaic power system for renewable energy with hybrid approach

cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.department8a4129c3-e718-459f-9949-d71be47fb788
cris.virtualsource.orcid8a4129c3-e718-459f-9949-d71be47fb788
dc.contributor.authorAkter, Khadiza
dc.contributor.supervisorS. M. A. Motakabber
dc.contributor.supervisorAHM Zahirul Alam
dc.contributor.supervisorSiti Hajar Yusoff
dc.date.accessioned2025-03-26T02:25:55Z
dc.date.available2025-03-26T02:25:55Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractRenewable energy sources are seen as the key to future energy needs because they are clean and sustainable. Solar photovoltaic (PV) energy is a widely used and accessible renewable source. This research introduces a new way to enhance the efficiency and reliability of PV power systems. The study focuses on using high-performance, grid-tied hybrid DC-DC converters in PV systems. These converters can minimize power loss during energy conversion. Various well-known existing MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithms are used to obtain maximum power output from the PV modules. However, owing to their operational characteristics, it takes them longer to track MPP. Additionally, they provide oscillation near MPP. An improved MPPT algorithm based on the pelican optimization method is developed to ensure optimal power from the PV source by reducing tracking time and minimizing fluctuations around MPP. The research also discusses the causes of power loss, including those caused by parasitic resistance in components. It then proposes design strategies to reduce these losses. Mathematical simulations show that the proposed system attains high efficiency across a wide range of power levels. The design also minimizes the impact on voltage gain and voltage stress caused by load and parasitic resistance changes. Theoretical models are developed for component resistances, efficiency, voltage gain, and voltage stress. To address challenges like the intermittent output and irregular voltage of PV power generation, this research presents a system that combines a high-performance DC voltage conditioner with an efficient inverter. A prototype system is built and tested employing simulations (MATLAB/Simulink) and theoretical calculations to verify the effectiveness of the proposed design. This method effectively maximizes energy production and ensures compatibility with the power grid by maintaining low Total Harmonic Distortion (THD) and high power factor. Additionally, the system optimizes power conversion at each stage through advanced mathematical modeling. The findings from this research, including the proposed system design and data results, are valuable for professionals and researchers in renewable energy and battery management systems (BMS) for electric vehicles. This paves the way for further advancements in these fields.
dc.description.abstractarabicتُعتبر مصادر الطاقة المتجددة مفتاحًا لاحتياجات الطاقة المستقبلية لأنها نظيفة ومستدامة. تُعتبر الطاقة الشمسية الكهروضوئية مصدرًا متجددًا واسع الاستخدام ويمكن الوصول إليه. يقدم هذا البحث طريقة جديدة لتعزيز كفاءة وموثوقية أنظمة الطاقة الكهروضوئية. تركز الدراسة على استخدام محولات DC-DC الهجينة عالية الأداء المرتبطة بالشبكة في أنظمة الطاقة الكهروضوئية. يمكن لهذه المحولات تقليل فقد الطاقة أثناء تحويل الطاقة. تُستخدم خوارزميات MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى) المختلفة والمعروفة و المتاحة للحصول على أقصى قدر من خرج الطاقة من وحدات الطاقة الكهروضوئية. ومع ذلك، نظرًا لخصائصها التشغيلية، يستغرق الأمر وقتًا أطول لتتبع MPP. بالإضافة إلى ذلك، فإنها توفر تذبذبًا بالقرب من MPP. تم تطوير خوارزمية MPPT محسنة تعتمد على طريقة تحسين البجع لضمان الطاقة المثلى من مصدر الطاقة الكهروضوئية من خلال تقليل وقت التتبع وتقليل التقلبات حول MPP. يناقش البحث أيضًا أسباب فقد الطاقة، بما في ذلك تلك الناجمة عن المقاومة الطفيلية في المكونات. ثم يقترح استراتيجيات تصميم للحد من هذه الخسائر. تُظهر المحاكاة الرياضية أن النظام المقترح يحقق كفاءة عالية عبر نطاق واسع من مستويات الطاقة. كما يقلل التصميم من التأثير على كسب الجهد وإجهاد الجهد الناجم عن تغيرات الحمل والمقاومة الطفيلية. تم تطوير نماذج نظرية لمقاومات المكونات والكفاءة وكسب الجهد وإجهاد الجهد. لمعالجة التحديات مثل الخرج المتقطع والجهد غير المنتظم لتوليد الطاقة الكهروضوئية، يقدم هذا البحث أيضا نظامًا يجمع بين مكيف جهد تيار مستمر عالي الأداء وعاكس فعال. تم بناء نموذج أولي للنظام واختباره باستخدام المحاكاة (MATLAB / Simulink) والحسابات النظرية للتحقق من فعالية التصميم المقترح. تعمل هذه الطريقة على زيادة إنتاج الطاقة بشكل فعال و تضمن التوافق مع شبكة الطاقة من خلال الحفاظ على التشوه التوافقي الكلي المنخفض (THD) وعامل القدرة العالي. بالإضافة إلى ذلك، يعمل النظام على تحسين تحويل الطاقة في كل مرحلة من خلال النمذجة الرياضية المتقدمة. النتائج من هذا البحث، والتي تتضمن تصميم النظام المقترح ونتائج البيانات تعتبر قيمة للمحترفين والباحثين في مجال الطاقة المتجددة وأنظمة إدارة البطاريات (BMS) للسيارات الكهربائية. التي تمهد الطريق لمزيد من التقدم في هذه المجالات.
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.degreelevelDoctoral
dc.description.emailbonna028@gmail.com
dc.description.funderPOSTGRADUATE FEE WAIVER SCHEME
dc.description.identifierThesis : An efficient photovoltaic power system for renewable energy with hybrid approach / by Khadiza Akter
dc.description.identityG2115900KhadizaAkter
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering (KOE)
dc.description.nationalityBANGLADESH
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2025.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xxii, 181 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineering
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/32849
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2025
dc.rightsOWNED BY IIUM
dc.titleAn efficient photovoltaic power system for renewable energy with hybrid approach
dc.typedoctoral thesis
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G2115900KhadizaAkter_SEC.pdf
Size:
26.96 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text.

Collections