Red-Tailed Hawk (RTH) Algorithm for Optimal PV Reconfiguration in Irrigation Systems Under Partial Shading Conditions

Abdelouadoud Loukriz; Abderrahim Zemmit; Ahmed Bendib; Moadh Kichen

doi:10.5935/jetia.v12i58.3207

Autores

Abdelouadoud Loukriz Electrical Engineering Department, University of Science and Technology Houari Boumediene, Algiers, 16111, Algeria. https://orcid.org/0000-0001-6558-5933 (não autenticado)
Abderrahim Zemmit Electrical Engineering Department, University of M'sila, 28000, Algeria. http://orcid.org/0000-0002-2365-0378 (não autenticado)
Ahmed Bendib Electrical Engineering Department, University of M'sila, 28000, Algeria. https://orcid.org/0000-0002-7689-8692 (não autenticado)
Moadh Kichen Electrical Engineering Department, University of Science and Technology of Oran, Oran, 16111, Algeria. http://orcid.org/0009-0001-8072-1689 (não autenticado)

DOI:

https://doi.org/10.5935/jetia.v12i58.3207

Resumo

Os sistemas fotovoltaicos (FV) de bombeamento de água oferecem uma solução sustentável para a irrigação agrícola em regiões onde as fontes de energia convencionais são pouco confiáveis ou caras. No entanto, o sombreamento parcial (SP) degrada significativamente o desempenho dos sistemas FV e limita o fornecimento de água. Este artigo propõe uma estratégia dinâmica de reconfiguração de arranjos fotovoltaicos baseada no algoritmo de otimização do Falcão-de-Cauda-Vermelha (RTH) para mitigar os efeitos do sombreamento parcial. O arranjo FV reconfigurado, combinado com o rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT), alimenta um sistema de bombeamento de água acionado por um motor de corrente contínua sem escovas (BLDC), com o objetivo de melhorar a eficiência operacional. O método proposto garante uma operação estável em regime permanente, mantendo o sistema FV próximo ao ponto de máxima potência sob condições variáveis de sombreamento. A avaliação de desempenho é realizada no MATLAB utilizando um arranjo FV 4×5 submetido a sombreamento dinâmico causado por uma árvore, com comparações feitas em relação à configuração convencional de interligação totalmente cruzada (TCT), utilizando dados experimentais reportados. Os resultados demonstram melhorias claras na vazão de água, com ganhos médios de 36 litros por hora no primeiro caso e 111,6 litros por hora no segundo caso. Esses resultados confirmam a eficácia da abordagem proposta e destacam seu potencial para melhorar a sustentabilidade e a confiabilidade dos sistemas fotovoltaicos de bombeamento de água em regiões agrícolas com restrições energéticas.