FPGA- Based real time implementation of mppt controller for photovoltaiqaic energy conversion system

Abstract

This work presents a method to design a Maximum Power Point Tracking (MPPT) controller based on the Perturb and Observe (P&O) method for optimizing the maximum power point of a solar panel, using an FPGA for implementation. The input variables typically include the voltage and current of the solar panel, while the output is the optimal duty cycle of a DC-DC converter to maximize energy conversion efficiency. The different parts of the controller, such as voltage and current measurement, disturbance analysis to adjust the operating point, and observation of variations to determine the maximum power point, are implemented using the VHDL hardware description language. This approach aims to enhance and improve the overall system performance. The VHDL design is then simulated using Vivado software, confirming that the results obtained are accurate for various simulation values, ensuring the robustness and effectiveness of the MPPT P&O controller under different operating conditions Ce travail présente une méthode pour concevoir un contrôleur de Point de Puissance Maximale (MPPT) basé sur la méthode Perturbation et Observation (P&O) afin d'optimiser le point de puissance maximale d'un panneau solaire, en utilisant un FPGA pour l'implémentation. Les variables d'entrée comprennent généralement la tension et le courant du panneau solaire, tandis que la sortie est le cycle de fonctionnement optimal d'un convertisseur DC-DC pour maximiser l'efficacité de conversion d'énergie. Les différentes parties du contrôleur, telles que la mesure de la tension et du courant, l'analyse des perturbations pour ajuster le point de fonctionnement, et l'observation des variations pour déterminer le point de puissance maximale, sont implémentées en utilisant le langage de description matériel VHDL. Cette approche vise à améliorer les performances globales du système. La conception VHDL est ensuite simulée à l'aide du logiciel Vivado, confirmant que les résultats obtenus sont précis pour différentes valeurs de simulation, assurant la robustesse et l'efficacité du contrôleur MPPT P&O dans différentes conditions de fonctionnement.