I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   3 9 ,   No .   2 A u g u s t   2 0 2 5 ,   p p .   7 4 7 ~ 7 6 0   I SS N:  2502 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 3 9 .i 2 . pp 74 7 - 7 6 0           747     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   O ptimi za tion o h y brid P V - w ind   s y stems wi th  M P PT  and    f uzzy   lo g ic - ba sed  co ntrol       Ay o ub   F enniche 1 ,   Ab delk a der  H a rr o uz 2 ,   Ya s s ine Bell e b na 3 ,   Abda lla h L a idi 2 ,   I s m a il B enla ria 2   1 La b o r a t o r y   o f   A u t o ma t i c   a n d   A n a l y s e s o f   S y s t e ms   ( LA A S ) ,   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,     N a t i o n a l   P o l y t e c h n i c   S c h o o l   o f   O r a n   ( EN P O - M a u r i c e   A U D I N ) ,   O r a n ,   A l g e r i a   2 La b o r a t o r y   o f   S u st a i n a b l e   D e v e l o p m e n t   a n d   I n f o r ma t i c s (LD D I ) ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s   a n d   Te c h n o l o g y   U n i v e r si t y   of   A h m e d   D r a i a ,   A d r a r ,   A l g e r i a   3 A P ELEC   La b o r a t o r y ,   F a c u l t y   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   of   D j i l l a l i   L i a b e s ,   S i d i   B e l - A b b e s,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   27 2 0 2 5   R ev is ed   Ap r   13 2 0 2 5   Acc ep ted   J u l   2 2 0 2 5       Th e   g ro wi n g   d e m a n d   f o su sta in a b le an d   re li a b le en e rg y   s o lu ti o n h a s d riv e n   th e   d e v e lo p m e n o h y b rid   re n e w a b le  e n e rg y   sy ste m s   (HRES )   th a t   c o m b in e   m u lt ip le  e n e rg y   so u rc e s.  T h is  r e se a rc h   e x p lo re th e   in teg ra t io n   o so lar  e n e rg y   a n d   win d   e n e r g y   sy ste m s,  u t il izin g   p e rm a n e n m a g n e sy n c h ro n o u s   g e n e ra to rs   ( P M S G fo r   win d   e n e rg y   c o n v e rsio n .   P M S G a re   g a in i n g   p o p u larit y   d u e   to   th e ir   h i g h   e ffi c ien c y   a n d   a b i li ty   t o   o p e ra te  e ff e c ti v e ly   i n   v a riab le - sp e e d   win d   c o n d it io n s,   m a k in g   th e m   id e a fo h y b ri d   sy ste m s.     Th e   st u d y   f o c u se o n   o p ti m izin g   t h e   e n e r g y   e x trac ti o n   fro m   b o th   P a n d   win d   sy ste m u si n g   m a x imu m   p o we r   p o in t   trac k i n g   (M P P T)  b o o st  c o n v e rters .   Th e   c o n tro l   fo r   t h e   M P P T   b o o st   c o n v e rters   is   b a se d   o n   f u z z y   lo g ic   ( F L) ,   a   m e th o d   th a o ffe rs  f lex ib il it y   a n d   a d a p tab i li ty   in   m a n a g in g   th e   non - l in e a a n d   d y n a m ic  c h a ra c teristics   o re n e wa b le   e n e rg y   so u rc e s.    A h y b ri d   sy ste m   c o n sisti n g   o P V,  win d   e n e rg y ,   a n d   a   b a tt e ry   sto ra g e   sy ste m   c o n n e c ted   t o   a   DC  b u is   sim u la ted   u si n g   M ATLAB  S im u li n k .   T h e   m o d e d e m o n stra tes   th e   e ffe c ti v e n e ss   o in te g ra ti n g   P V   a n d   win d   e n e rg y   with   MPPT - c o n tro ll e d   b o o st  c o n v e rter a n d   f u z z y   l o g ic  c o n tr o l,   e n su ri n g   o p ti m a e n e rg y   u ti l iza ti o n ,   sta b le  sy ste m   p e rfo rm a n c e ,   a n d   e fficie n t   e n e rg y   st o ra g e .   Th is  re se a rc h   u n d e rsc o re th e   p o t e n ti a o f   h y b ri d   re n e wa b le  e n e rg y   sy ste m s,  sh o wc a sin g   h o a d v a n c e d   c o n tr o stra teg ies   c a n   sig n ifi c a n t ly   im p ro v e   th e   e fficie n c y   a n d   re li a b il it y   o e n e rg y   g e n e ra ti o n   a n d   st o ra g e   so lu ti o n s.   K ey w o r d s :   DC - DC   co n v er ter   E n er g y   s to r ag e   Fu zz y   l o g ic  c o n tr o l   HR E S   MPPT   So lar   en er g y   W in d   en er g y   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ay o u b   Fen n ich e   L ab o r ato r y   o f   Au to m atic  an d   A n aly s es o f   Sy s tem s   ( L AAS) Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g   Natio n al  Po ly tech n ic  Sch o o l o f   Or an   ( E NPO - Ma u r ice  AUDI N)   Or an ,   Alg er ia   E m ail:  ay o u b . f en n ic h e@ en p - o r an . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   R en ewa b le  en er g y   p lay s   cr u cial  r o le  in   th g lo b al  tr an s itio n   to war d   s u s tai n ab le  an d   en v ir o n m en tally   f r ie n d ly   p o w er   g en er atio n .   Am o n g   th v a r io u s   r en ewa b le  s o u r ce s ,   p h o to v o ltaic  ( PV)   an d   win d   en e r g y   s y s tem s   ar wid ely   r ec o g n ized   f o r   th eir   ab u n d an ce ,   l o en v ir o n m en tal  im p ac t,  an d   c o n tin u o u s   tech n o lo g ical  ad v an ce m e n ts .   T h ese  en er g y   s o u r ce s   ar in cr ea s in g ly   b ein g   a d o p ted   t o   r ed u ce   d ep en d en ce   o n   f o s s il  f u els  an d   m itig ate  clim a te  ch an g e.   Ho wev er ,   b o th   PV  an d   win d   en er g y   ar in h er e n tly   in ter m itten t - s o lar   p o wer   g en er atio n   d ep en d s   o n   s u n lig h av ailab ilit y ,   wh ich   v a r ies  d u e   to   wea th e r   c o n d itio n s   an d   th e   d ay - n ig h t   cy cle,   wh ile  win d   p o wer   is   in f lu en ce d   b y   win d   s p ee d   f lu ctu a tio n s   an d   s ea s o n al  ch an g es.  T h is   u n p r ed ictab ilit y   p o s es  s ig n if ican ch allen g es  f o r   s tan d alo n o p er atio n ,   p a r ticu lar ly   in   o f f - g r id   a p p licati o n s   th at  r e q u ir a   co n s is ten an d   s tab le  p o wer   s u p p ly .   T o   o v er co m th ese  l im itatio n s ,   h y b r i d   en er g y   s y s tem s ,   co m b in in g   PV   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   2 ,   Au g u s 20 25 :   74 7 - 7 6 0   748   an d   win d   en er g y ,   o f f er   r o b u s s o lu tio n   b y   ca p italizin g   o n   th co m p lem en ta r y   n atu r o f   th ese  r eso u r ce s     [ 1 ] ,   [ 2 ] .   PV  s y s tem s   h ar n ess   s o lar   en er g y   t h r o u g h   p h o to v o ltaic  ce lls ,   wh ich   ar e   ty p ically   a r r a n g ed   in to   m o d u les  an d   ar r a y s .   T h ese  ce lls   co n v er s u n lig h in to   e lectr ical  en er g y   u s in g   t h p h o to v o ltaic  e f f ec t.     T h d esig n   an d   co n n ec tio n   o f   PV  m o d u les - wh eth er   i n   s er ies  f o r   h i g h er   v o ltag e   o r   p ar allel  f o r   in c r ea s ed   cu r r en t - a r cr itical  to   en s u r in g   ef f icien en er g y   g e n er atio n   a n d   d is tr ib u tio n .   Ho wev er ,   PV  s y s tem s   d ep en d   o n   s u n lig h t a v ailab ilit y ,   m a k in g   t h em   less   ef f ec tiv d u r i n g   clo u d y   co n d itio n s   o r   at  n ig h t   [ 3 ] - [ 5 ]   W in d   en er g y   s y s tem s   co n v er t   th k i n etic  en er g y   o f   m o v in g   air   in to   elec tr ical  p o wer   th r o u g h   win d   tu r b in es,  m ak in g   th em   o n e   o f   th m o s wid ely   u s ed   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s .   T h ef f icien cy   a n d   p er f o r m an ce   o f   win d   en er g y   s y s tem s   d ep en d   o n   s ev e r al  f ac t o r s ,   in c lu d in g   win d   s p ee d ,   t u r b in d esig n ,   p o wer   co n v er s io n   s y s tem s ,   an d   co n t r o s tr ateg ies.  T o   en h an ce   en e r g y   ca p tu r e ,   m o d er n   v ar iab le - s p ee d   w in d   e n er g y   c o n v er s io n   s y s tem s   ( W E C S)  h av b ee n   d ev el o p ed ,   wh ich   d y n am ically   ad ju s th eir   o p er at in g   s p ee d   b ased   o n   ch an g in g   win d   co n d itio n s .   At  th co r o f   v ar iab le - s p ee d   win d   en er g y   s y s tem s ,   p er m an en m a g n et   s y n ch r o n o u s   g en er at o r s   ( PMSGs )   h av b ec o m p r ef er r ed   c h o ice  d u to   th eir   h ig h   ef f icie n cy ,   r eliab ilit y ,   an d   lo m ain ten an ce   r eq u ir e m en t s .   Fu r th er m o r e,   PMSG - b ased   W E C o f f er   s u p er io r   p er f o r m an ce   ac r o s s   b r o ad   r an g o f   win d   co n d itio n s ,   p a r ticu lar ly   in   lo a n d   m ed iu m   win d   s p ee d   r eg io n s ,   wh er en er g y   g en e r atio n   n ee d s   to   b o p tim ized .   Giv en   th ese  ad v an tag es,  PMSG  tec h n o lo g y   is   wid el y   ad o p ted   in   h y b r id   r en ewa b le   en er g y   s y s tem s ,   wh er e   it  is   co m b in ed   with   PV  s y s tem s   an d   b atter y   s to r ag t o   cr ea te  m o r e   s tab le  an d   ef f icien t p o wer   g en er atio n   s y s tem   [ 6 ] .   T o   ac h iev m ax im u m   ef f icie n cy   f r o m   b o th   PV  an d   win d   s y s tem s ,   m ax im u m   p o wer   p o i n tr a ck in g   ( MPPT)   b o o s t c o n v er ter s   ar em p lo y ed .   MPPT  alg o r ith m s   ad ju s t th o p er atin g   p o in t o f   e ac h   en er g y   s o u r ce   in   r ea l - tim e,   en s u r in g   o p tim al  e n er g y   ex t r ac tio n   u n d er   v ar y i n g   en v ir o n m en tal  co n d itio n s   [ 7 ] .   T h ef f ec tiv en ess   o f   MPPT  b o o s co n v er te r s   is   lar g ely   d et er m in ed   b y   th c o n tr o s tr ate g y   u s ed   to   o p tim ize  p o wer   ex tr ac tio n   f r o m   r en ewa b le  en e r g y   s o u r ce s .   Du to   th h ig h ly   n o n lin e ar   an d   tim e - v ar y in g   n atu r o f   PV  an d   win d   en er g y   s y s tem s ,   co n v e n tio n al  MPPT  alg o r ith m s ,   s u ch   as  p e r tu r b   an d   o b s er v ( P & O)   an d   i n cr e m en tal  c o n d u cta n ce   ( I NC ) ,   o f te n   s tr u g g le  to   m ai n tain   ac cu r ate   tr ac k in g   o f   th e   o p tim al  o p er atin g   p o in t,  esp ec ially   u n d er   r ap i d ly   f lu ctu atin g   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s .   T h ese  tr ad itio n al  m et h o d s   r ely   o n   f ix ed - s tep   p er tu r b atio n   tech n iq u es  th at  ca n   lead   t o   p o wer   o s cillatio n s ,   s lo co n v er g e n ce   s p ee d ,   an d   r ed u ce d   ef f icien cy ,   p ar ticu lar l y   in   h y b r id   en er g y   s y s tem s   wh er m u ltip le  s o u r ce s   in ter ac d y n am ically .   T o   o v er co m e   th ese  ch allen g es,  f u zz y   l o g ic  c o n tr o ( FLC)  h as  em er g ed   as  a n   in tellig en an d   a d ap ti v a p p r o ac h   f o r   MPPT  in   h y b r id   r en ewa b le  e n er g y   s y s tem s .   Un lik tr ad itio n al  MPPT  m eth o d s ,   wh ich   d ep en d   o n   ex p licit  m ath em atica m o d els  an d   p r ed ef in e d   p ar a m eter s ,   FLC  is   b ased   o n   lin g u is tic  r u le  s ets,  ex p er k n o wled g e,   an d   h eu r is tic   d ec is io n - m ak in g .   T h is   al lo ws  it  to   d y n am ically   a d ju s th e   co n v er ter s   d u ty   cy cle   in   r ea tim e,   en s u r in g   m ax im u m   p o wer   ex t r ac tio n   w h ile  m ain tain in g   s y s tem   s tab ilit y   an d   r e d u cin g   en er g y   lo s s es   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h s cien tific   aim   o f   t h w o r k   is   to   d e v elo p   an d   o p tim ize  h y b r id   r en ewa b le   en er g y   s y s tem   in teg r atin g   PV  p an els,  win d   en er g y ,   a n d   b atter y   s to r a g to   m ax im ize  en er g y   o u t p u a n d   m in im ize  p o wer   f lu ctu atio n s   f o r   s tan d alo n e   ap p licatio n s .   T h e   r esear ch   f o cu s es  o n   im p le m en tin g   a   f u zz y   lo g ic - b ased   MPPT  co n tr o s tr ateg y   to   e n h an ce   p o wer   ex tr ac tio n ,   d is tr ib u tio n   ef f icien cy ,   a n d   s y s tem   r eliab ilit y   u n d er   v ar y in g   en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   T h p r o p o s ed   ad a p t iv co n tr o f r am ewo r k   e n s u r es  o p tim al  p o wer   m an ag em e n b y   d y n am ically   r esp o n d in g   to   e n v ir o n m en tal  f lu ctu atio n s ,   m ak in g   it  s u itab le  f o r   o f f - g r id   ap p licatio n s   an d   m icr o g r id s .   c o m p r eh en s iv MA T L AB   Simu lin k   m o d el  is   u s ed   to   v alid ate  t h s y s tem s   p er f o r m an ce   u n d er   d if f er en o p er atin g   s ce n ar io s .   T h is   s tu d y   ad v an ce s   ex is tin g   r esear ch   b y   in tr o d u cin g   r o b u s MPPT  s tr ateg y   th at  im p r o v es  p o wer   tr ac k in g   ac cu r ac y   an d   s y s tem   s tab ilit y .   Sectio n   2   o f   th a r ticle  d etails  th co n f ig u r atio n   o f   th p r o p o s ed   h y b r i d   en e r g y   s y s tem ,   co v er i n g   s y s tem   m o d elin g   an d   th e   co n t r o s tr ateg y   im p lem e n ted   f o r   e f f icien en e r g y   m an a g em en t.   I n   s ec tio n   3   f o cu s es  o n   th e   s im u latio n   a n d   d is cu s s io n   o f   r esu lts ,   ev al u atin g   s y s tem   p er f o r m an ce   u n d e r   v ar io u s   co n d itio n s .     T h f in al  s ec tio n   s u m m ar ize s   th e   r esear ch   f in d in g s   an d   p r esen ts   co n clu s io n s   an d   f u t u r d ir ec tio n s   f o r   im p r o v in g   h y b r id   r en ewa b le  e n er g y   s y s tem s .       2.   SYST E M   CO NF I G URA T I O N   h y b r id   r e n ewa b le  en er g y   s y s tem   in teg r ates m u ltip le  en er g y   s o u r ce s   to   en s u r r eliab le  an d   ef f icien t   en er g y   g e n er atio n ,   s to r ag e,   an d   d is tr ib u tio n .   Fig u r 1   illu s tr a tes  th p r o p o s ed   co n f ig u r atio n ,   wh ich   co n s is ts   o f   PV  p an els,  a   win d   en er g y   co n v er s io n   s y s tem ,   an d   a   b atter y   s to r ag s y s tem   with   th r ee   s ep ar ate  co n t r o u n its .   T h PV  an d   W E C f u n ctio n   as  p r im ar y   e n er g y   s o u r ce s ,   wh ile  th b atter y   s to r ag s y s te m   s er v es  as  b ac k u p   en er g y   s o u r ce .   All  en er g y   s y s tem s   ar co n n ec ted   i n   p a r allel  to   c o m m o n   DC   b u s   th r o u g h   th r ee   in d iv id u al   DC - DC   co n v er ter s ,   en s u r in g   co n tin u o u s   p o wer   s u p p ly   to   th lo ad ,   ev en   if   o n s o u r ce   b ec o m es  u n av ailab l e   o r   d im in is h ed .   T wo   DC - DC   b o o s co n v er ter s   ar em p lo y e d   to   im p lem en MPPT  f o r   th PV  an d   W E C S,   wh ile  an   ad d itio n al  b id ir ec tio n al  DC - DC   co n v er ter   r eg u lates  th b atter y s   ch ar g in g   a n d   d is ch ar g in g   c y cles,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       Op timiz a tio n   o f h yb r id   P V - w i n d   s ystems   w i th   MPP T a n d   fu z z lo g ic - b a s ed   co n tr o l   ( A y o u b   F en n ich e )   749   en s u r in g   s tab le  p o wer   f lo to   th l o ad   an d   DC   b u s   v o ltag e   r eg u latio n .   No tab ly ,   th is   h y b r i d   p o wer   s y s tem   is   m o d u lar   an d   ea s ily   ex p an d a b le,   allo win g   f o r   th e   ad d itio n   o f   n ew  PV  p an els,  W E C S,  o r   b atter y   s to r ag e   s y s tem s   with o u t in cr ea s in g   cir cu it a n d   co n tr o l c o m p lex ity .           Fig u r 1 .   Pro p o s ed   s y s tem   co n f ig u r atio n       2 . 1 .     P s y s t e m   mo delin g   PV  m o d u le   is   an   i n ter co n n ec ted   ass em b ly   o f   p h o t o v o lt aic  ce lls   ar r an g e d   in   s er ies  an d   p a r allel   co n f ig u r atio n s   to   m ee s p ec if ic  p o wer   r eq u ir e m en ts .   T h s er ies  co n n ec tio n   in cr ea s es  th m o d u le s   v o ltag e ,   wh ile  th p ar allel  co n n ec tio n   en h a n ce s   th cu r r en o u t p u t.  E ac h   ce ll  in   th m o d u le  o p er ates  o n   th p h o to v o ltaic  ef f ec t,  wh e r s u n lig h ex cites  elec tr o n s   in   th s em ico n d u cto r   m ater ial,   cr ea ti n g   f lo o f   d ir ec t   cu r r en DC   [ 1 0 ] .   T h eq u iv al en cir cu it  m o d el   o f   a   PV  m o d u le  is   an   e x ten s io n   o f   s i n g le - ce ll  m o d el  an d   in clu d es  m u ltip le  i d ea PV  ce l ls   in   s er ies  an d   p ar allel  with   s er ies  r esis tan ce   ( )   an d   s h u n r e s is tan ce   ( )   to   ac co u n t f o r   p r ac tical  lo s s es,  as   s h o wn   in   Fig u r e   2.   T h o u tp u t c u r r en t (  )   o f   a   PV m o d u le  is   r ep r esen ted   as:      = ( ( (  + .  )  .  1 )  +  . )     ( 1 )     W h er   is   th p h o t o cu r r e n p r o p o r ti o n al  to   s o lar   ir r ad ian c e;    is   th s atu r atio n   cu r r en t   o f   th e   d io d e;    is   th elec tr o n   ch ar g e;    is   th v o ltag ac r o s s   th m o d u le;    is   th B o ltzm an n   co n s tan ( 1 . 3 8 e - 23  J /K)   is   th e   id ea lity   f ac to r ;     is   th e   tem p er atu r ( K)   an d     ar e   r esp ec tiv ely   th n u m b er   o f   ce lls   c o n n ec ted   i n   s er ies an d   p a r allel  th PV m o d u le .           Fig u r 2 .   Mo d el  o f   PV c ell  eq u iv alen t c ir cu it       T h m o d elin g   o f   PV  m o d u l in v o lv es  s im u latin g   th I - an d   P - ch ar ac ter is tics ,   wh ic h   ar n o n - lin ea r   an d   ar e   in f lu e n ce d   b y   s o lar   ir r ad ian ce   an d   tem p er atu r as  s h o wn   in   Fig u r e   3 .   E ac h   cu r v P - an d   I - h as  a   m ax im u m   p o wer   p o in t ,   r ep r esen tin g   th c o n d itio n   wh er th PV  a r r ay   ac h iev es  its   h ig h est  o p e r atio n al   ef f icien cy   [ 1 1 ] .      =  .    ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   2 ,   Au g u s 20 25 :   74 7 - 7 6 0   750     ( a)       ( b )     Fig u r 3 .   C h ar ac ter is tics   o f   th PV a r r ay   p r o p o s ed   ( a)   I - c h ar ac ter is tic  an d   ( b )   P - ch ar a cter is tic       T h to p o lo g ical  cir cu it  o f   Fig u r e   4   is   th co n tex in   wh ic h   th in v esti g atio n   o f   th PV  s y s tem   i s   ex am in ed .   s tan d ar d   PV  s y s tem   co m p r is es  PV  ar r ay   in teg r ated   with   DC - DC   b o o s co n v er ter   an d   a n   MPPT  co n tr o ller .   T h e   PV  p a n el  s u p p lies   p o wer   t o   th e   b o o s co n v er ter ,   wh ich   s tep s   u p   t h v o ltag to   m atch   th DC   b u s   lin k   r eq u ir e m en ts .   T h e   MPPT  co n tr o ller   d y n am i ca lly   ad ju s ts   th e   s witch in g   o f   th b o o s co n v er te r   to   r eg u l ate  th PV  ar r ay   v o lta g e,   en s u r in g   th s y s tem   co n s is ten tly   o p er ates  at  th M PP   [ 1 2 ] .   T h is   m ax im izes  th p o wer   o u t p u t,  r eg a r d less   o f   ch an g es  in   s o lar   ir r a d iatio n   o r   o th e r   en v ir o n m e n tal  f ac to r s .   Du r in g   th e   s im u latio n ,   th PV  ar r ay s   o p er atin g   v o ltag is   v ar ied   t o   a n aly ze   th p o wer   f l o u n d er   s p ec if ic  ir r ad ian ce   co n d itio n s .   T h e   MPPT  co n tr o l ler s   p r im ar y   o b jectiv is   to   q u ick ly   an d   ac cu r ately   g u id t h b o o s t c o n v er ter   to   tr ac k   th MPP,  en a b lin g   o p tim al  en er g y   ex tr ac tio n   f r o m   th PV  ar r a y   ev e n   in   f lu ctu atin g   co n d itio n s .     T h r esu lts   d em o n s tr ate  th ef f ec tiv en ess   o f   th s y s tem   in   ad ap tin g   to   en v ir o n m en tal  v ar iat io n s   an d   ac h iev in g   ef f icien t p o wer   d eliv er y   to   th e   DC   b u s   [ 1 3 ] .           Fig u r 4 .   PV a r r a y   co n n ec ted   t o   DC - B US lin th r o u g h   DC - DC   co n v er ter       2 . 2 .     Wind   ener g y   co nv er s io n   s y s t em   m o delin g   T h p r o p o s ed   win d   e n er g y   co n v er s io n   s y s tem   co m p r is es   v ar iab le - s p ee d   win d   tu r b i n an d   a   p er m an en t   m ag n et  s y n ch r o n o u s   g en er ato r .   win d   en e r g y   m o d elin g   f o cu s es  o n   co n v er tin g   k in etic  en er g y   f r o m   th win d   in to   elec tr ical  en er g y   th r o u g h   th W E C S .   T h p r o ce s s   b eg in s   with   th win d   tu r b in e,   wh ich   ex tr ac ts   k in etic  en er g y   b ased   o n   th tu r b in e s   r o to r   ar ea   an d   win d   s p ee d   [ 1 4 ] .   T h p o wer   e x tr ac ted   ( f r o m   th win d   tu r b in e   is   g iv e n   b y   ( 3 ) .     = 1 2 ( , )  2 3   ( 3 )     W h er ( , )   is   th p o wer   c o ef f icie n t,  d ep e n d en o n     an d     is   th air   d en s ity   is   th r ad iu s   o f   win d   tu r b in b lad e;    is   th win d   s p ee d   is   th b lad p itch   an g le  an d     is   th tip   s p ee d   r atio .     ( , ) = 0 . 22 ( 116 0 . 4 5 )  ( 12 . 5 )   ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       Op timiz a tio n   o f h yb r id   P V - w i n d   s ystems   w i th   MPP T a n d   fu z z lo g ic - b a s ed   co n tr o l   ( A y o u b   F en n ich e )   751   W ith ,     1 = 1 + 0 . 089 0 . 035 3 + 1   ( 5 )     T h r elatio n s h ip   b etwe en   th win d   s p ee d   an d   th r o to r   s p ee d   is   d ef in ed   as tip   s p ee d   r atio n   :     =    ( 6 )     W h er   is   th win d   tu r b in r o t atio n al  s p ee d .   Fro m   th v alu o f   th r o tatio n al  m o tio n   p er f o r m an ce ,   it is   p o s s ib le  to   d eter m in th v alu o f   t h to r q u e   T m   ac tin g   o n   th s h af t a s   ( 7 ) .     =   ( 7 )     F ig u r 5   illu s tr ates  th r elatio n s h ip   b etwe en   th o u tp u m ec h an ical  p o wer   a n d   r o tatio n al  s p ee d   ( P - w)   f o r   d if f er en t   win d   s p ee d s .   T h d o tted   lin e   r ep r esen ts   th m a x im u m   p o wer   p o in ts   co r r e s p o n d in g   to   v ar io u s   tu r b in e   r o tatio n al   s p ee d s   ( ω )   an d   win d   s p ee d s   ( [ 1 5 ] .   E ac h   P−ω   cu r v h as  u n iq u r o tatio n al  s p ee d   at  th m ax im u m   p o wer   p o in f o r   g iv en   win d   s p ee d ,   s atis f y in g   t h co n d itio n   = 0 .   T h e   p r im ar y   o b jectiv o f   an   MPPT   co n tr o ller   is   to   en s u r th tu r b i n o p e r ates  alo n g   th is   o p tim al  p o wer   c u r v to   m a x im ize  ef f icien cy .           Fig u r 4 . P - W   ch ar ac ter is tic  o f   th W I ND  s y s tem   p r o p o s ed       T h p r o ce s s   co n clu d es  with   th g en er ato r ,   s p ec if ically   PMSG,  wh ich   co n v er ts   th k in etic  en er g y   f r o m   th tu r b in in to   elec tr ic al  en er g y .   T o   ass is m o d elin g ,   th g en er ato r   m o d el  is   im p l em en ted   en tire ly   in   dq - co o r d in ates,  th e   s tato r   v o ltag an d   elec tr o m a g n e tic  to r q u d y n a m ics  ar d escr ib e d   in   th s y n ch r o n o u s   ( d q )   r ef er en ce   f r am as  [ 6 ] .     =  +   ( 8 )     =  +   ( 9 )     = 3 2 [ ( ) ]   (1 0 )     W h er ,   ,   an d     ar th d - ax e   an d   q - ax v o ltag es  an d   cu r r e n ts   r esp ec tiv e;  =   is   th b asic  elec tr ical  an g u lar   f r e q u e n cy   o f   th e   g en e r ato r   is   th r e s is tan ce   o f   s tato r   an d     ar th e   in d u ctan ce   o f   g en e r ato r is   p er m an en t f l u x ; a n d   p   is   th n u m b er   o f   p o le  p air s .     2 . 3 .     St o ra g po wer   s y s t e m   E n er g y   s to r ag s y s tem s   ( E S S)  ar ess en tial  in   r en ewa b le  en er g y   ap p licatio n s ,   ad d r e s s in g   th in h er en v ar ia b ilit y   an d   in ter m itten cy   o f   s o u r ce s   s u ch   as  s o lar   an d   win d .   T h ese  s y s tem s   s to r s u r p lu s   en er g y   g en er ated   d u r i n g   p er io d s   o f   h ig h   p r o d u ctio n   a n d   r elea s it  d u r in g   l o g en er atio n   o r   h ig h   d em an d ,   en s u r in g   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   2 ,   Au g u s 20 25 :   74 7 - 7 6 0   752   s tab le  an d   r eliab le  en er g y   s u p p ly .   E SS   en h a n ce s   g r i d   s tab ilit y ,   s u p p o r ts   p ea k   lo ad   m an ag e m en t,  a n d   f ac ilit ates  th in teg r atio n   o f   r en ewa b le  en e r g ies  in to   p o wer   s y s tem s   [ 1 6 ] .   E SS   o p er atio n   i n v o lv es  b id ir ec tio n al  p o wer   c o n v e r ter s ,   en er g y   m an a g em en s y s tem s ,   an d   s o p h is ticated   co n tr o s tr ateg ies  to   o p tim ize  p er f o r m an ce .   T h ch o ice  o f   s to r ag tech n o lo g y   d ep e n d s   o n   f ac t o r s   s u ch   as  en e r g y   ca p ac ity ,   d is ch ar g e   d u r atio n ,   ef f icien c y ,   an d   co s t.  Am o n g   v ar io u s   tech n o lo g ies,  b atter i es  ar wid ely   u s ed   d u e   to   th eir   s ca lab ilit y ,   f lex ib ilit y ,   an d   f ast  r esp o n s t im es.  T h ey   s to r e   en er g y   in   c h em ical  f o r m   an d   r elea s it  a s   elec tr icity   d u r in g   d is ch ar g e.   Key   p ar a m eter s   in clu d s tate  o f   ch ar g ( SOC ) ,   ca p ac ity ,   an d   ef f icien cy ,   wh ich   d ir ec tly   af f ec t   b atter y   p e r f o r m an ce   an d   life s p an   [ 1 7 ] SOC   r ef lects  th av ail ab le  en er g y   as   p e r ce n tag e   o f   th to tal   ca p ac ity ,   d y n am ically   c h an g in g   d u r in g   ch ar g in g   an d   d is ch ar g in g   cy cl es,  wh ich   ca n   b p r esen ted   as  f o llo ws:      =        ( 11 )     wh er   is   th b atter y   cu r r e n t a n d     is   th n o m in al  ca p ac ity .     2 . 4 .     F L M P P T   f o P s y s t em   Fu zz y   lo g ic  co n tr o is   r o b u s an d   ad ap tiv m eth o d   u s ed   in   PV  s y s tem s   to   im p lem en m ax im u m   p o wer   p o in tr ac k in g ,   e n s u r in g   o p tim al  en er g y   h ar v esti n g   u n d er   v ar iab le  e n v ir o n m en tal   co n d itio n s .   U n lik co n v en tio n al  MPPT  alg o r ith m s ,   s u ch   as  p er tu r b   a n d   o b s er v o r   in c r em en tal  co n d u ctan ce ,   f u zz y   lo g ic  d o es   n o r eq u ir a n   ex ac m ath e m atica m o d el  o f   th PV  s y s tem .   I n s tead ,   it  u tili ze s   li n g u is tic  r u les  an d   m em b er s h ip   f u n ctio n s   to   m ak r ea l - tim ad ju s tm en ts   b ased   o n   th r elatio n s h ip   b etwe en   p o wer   an d   v o lta g e,   as  s h o wn   in   T ab le   a n d   Fig u r es  6 - 7 T h c o n tr o ller   p r o ce s s es  two   k ey   in p u ts th er r o r   ( E ) ,   r ep r esen tin g   th e   r ate  o f   ch an g o f   p o wer   co n c er n in g   v o ltag as  s h o wn   in   ( 12 ) ,   an d   th ch an g in   er r o r   ( Δ E ) ,   in d icatin g   th d y n am ic  v ar iatio n   o f   th is   r ate   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   T h ese  in p u ts   ar f u zz if ied   in to   lin g u is ti v ar iab les  ( e. g . ,   n eg ativ e   b ig ,   ze r o ,   p o s itiv s m all )   an d   p r o c ess ed   th r o u g h   r u le  b ase  to   d eter m in e   th n ec ess ar y   ad ju s tm en ts   to   th e   d u ty   cy cle  o f   DC - DC   b o o s co n v er ter .   Af ter   d ef u zz if icat io n ,   th cr is p   o u tp u is   ap p lie d   to   alig n   th PV   s y s tem s   o p er at in g   p o in t   with   its   m ax im u m   p o wer   p o in t.   FLC s   ab ilit y   to   h a n d le  n o n - lin ea r ity   an d   r a p id   en v ir o n m en tal  ch a n g es  m ak e s   it  h ig h ly   ef f ec tiv f o r   r ea l - tim MPPT  in   PV  s y s tem s ,   en h an cin g   th ei r   ef f icien cy   an d   r eliab ilit y   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .     =     ( 12 )     = ( ) ( 1 )   ( 13 )       T ab le  1 .   R u le  b ase  f o r   FLC im p lem en tatio n   o f   PV     E   NB   NM   NS   Z   PS   PM   PB   ΔE                   NB     PB   PM   PS   Z   NS   NS   NS   NM     PM   PM   PS   Z   NS   NS   NS   NS     PS   PS   PS   Z   Z   Z   Z   Z     Z   Z   Z   Z   Z   Z   Z   PS     Z   Z   Z   Z   NS   NS   NS   PM     PS   PS   PS   Z   NS   NM   NM   PB     PS   PS   PS   Z   NS   NM   NB           Fig u r 6 .   I n p u m em b er s h i p   f u n ctio n   o f   er r o r   s ig n al   ( E )   an d   ch an g in   er r o r   ( Δ E )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       Op timiz a tio n   o f h yb r id   P V - w i n d   s ystems   w i th   MPP T a n d   fu z z lo g ic - b a s ed   co n tr o l   ( A y o u b   F en n ich e )   753       Fig u r 7 .   Ou t p u t m em b er s h ip   f u n ctio n       2 . 5 .     F L M P P T   f o W EC S   T h o u tp u o f   win d   tu r b in e   with   PMS p r o d u ce s   u n s tab le  AC   p o wer   d u to   f lu ctu atin g   win d   s p ee d s .   T o   s tab ilize  th is   p o we r ,   it  is   f ir s r ec tifie d   t h r o u g h   a n   AC - DC   co n v er ter ,   co n v er ti n g   th e   v ar iab le   AC   in to   DC   v o ltag e.   Ho wev er ,   th r ec tifie d   DC   m ay   s till   ex p er ien ce   in s tab ilit y   an d   r eq u ir es  f u r th er   r eg u latio n .   T h is   is   ac h iev ed   th r o u g h   DC - DC   co n v er ter   c o n tr o lled   b y   FLC   [ 2 2 ] .   T h is   s tu d y   in tr o d u ce s   a   m eth o d   f o r   MPPT  i n   win d   en e r g y   s y s tem s   b ased   o n   th e   in tr in s ic  r e latio n s h ip   b etwe en   win d   p o wer   a n d   r o t o r   s p ee d   at  th o p tim al  p o in t   ( ∆P⁄∆ w= 0 ) .   B y   lev er ag in g   th ch ain   r u le,   t h is   co n d itio n   is   tr an s f o r m ed   i n to   a   p r ac tical  f o r m   f o r   an aly s is   an d   im p lem en tatio n .     = 0     = 0   ( 14 )     I n   a   PMSG,  th r o to r   s p ee d   is   d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   th g en er ato r   v o ltag e   ( > 0 ) .   C o n s eq u en tly ,   th MPPT  co n d itio n   s im p lifie s   to   ( 15 ) .     = 0     = 0   ( 15 )     T h is   f o r m u latio n   s u p p o r ts   th e   d esig n   o f   a   FLC  to   en h an ce   MPPT  p er f o r m an ce ,   ap p l y in g   th s am e   s tr ateg y   p r ev io u s ly   u tili ze d   in   th PV  s y s tem .   T h FLC  u s es   two   k ey   in p u ts th er r o r   ( E ) ,   d ef in ed   as  th r ate   o f   ch an g o f   p o we r   co n ce r n i n g   v o ltag ( ) ,   an d   th c h an g e   in   er r o r   ( Δ E ) ,   r e p r esen tin g   t h d y n am ic   v ar iatio n   in   th is   r ate   as  s h o wn   in   Fig u r e   8.   T h ese  in p u ts   en a b le  th FLC  to   p r ec is ely   ad ju s th co n tr o s ig n als  f o r   th DC - DC   B OO ST  co n v er ter ,   en s u r in g   th at  th s y s tem   o p er ates  at  th o p tim al  p o wer   p o in t   [ 2 3 ]   B y   d y n a m ically   r esp o n d in g   t o   f lu ct u atio n s   in   win d   s p ee d   an d   s y s tem   co n d itio n s ,   th is   ap p r o ac h   im p r o v es   p o wer   ex tr ac tio n   ef f icien c y ,   s tab ilit y ,   an d   a d ap tab ilit y   in   PM SG - b ased   win d   en er g y   s y s tem s   [ 8 ] [ 1 8 ] [ 2 2 ] .           Fig u r 8 B lo ck   d iag r am   o f   FL C   MPPT  f o r   win d   p o wer       2 . 6 .     P I co ntr o l f o ba t t er y   T h co n tr o s ch em illu s tr ated   in   Fig u r e   9   d e m o n s tr ates  ca s ca d ed   ap p r o ac h   f o r   m an ag in g   a   b id ir ec tio n al  b u ck - b o o s co n v er ter   u s in g   p r o p o r tio n al - i n teg r al  ( PI)   co n tr o ller s .   T h s y s te m   r eg u lates  th DC   b u s   v o ltag e   ( )   an d   e n s u r es  s af an d   ef f icien b atter y   c h a r g in g   a n d   d is ch ar g in g .   T h e   c o n tr o p r o ce s s   b eg in s   with   s en s in g   an d   co m p ar in g   it  to   r ef e r en ce   v o ltag ( , ) ,   g en e r atin g   v o ltag er r o r .   T h is   er r o r   is   m in im ized   b y   th o u ter - lo o p   PI  co n tr o ller ,   wh ic h   o u tp u ts   cu r r e n r ef er e n ce   ( ) .   T o   p r e v en o v er ch a r g in g   o r   o v er - d is ch ar g in g ,     is   co n s tr ain ed   with in   b atter y - s p ec if ic  cu r r e n lim its   [ ,  , Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   2 ,   Au g u s 20 25 :   74 7 - 7 6 0   754   u s in g   b atter y   c u r r e n r eg u latio n   f u n ctio n .   T h ese  lim its   ar d eter m in e d   b y   th b att er y s   ca p ac ity   an d   o p er atio n al  s af ety   th r esh o ld s .   T h co n s tr ain ed     is   th en   c o m p ar ed   to   th ac tu al  b atter y   cu r r en ( ) ,   g en er atin g   cu r r en e r r o r   th a th in n er - lo o p   PI  co n tr o ller   f u r th er   p r o ce s s es.  T h is   co n tr o ller   f in e - tu n es  t h er r o r   t o   g en e r ate  co m p lim en ta r y   co n tr o p u ls e - wid th   m o d u la tio n   ( PW M)   s ig n als  to   d r iv t h s witch es  ( 1   an d   2 )   in   th co n v er ter   [ 2 4 ] .   T h is   ca s ca d ed   co n tr o l sch em en s u r e s   s tab le  r eg u latio n   o f   th DC   b u s   v o ltag in   th r an g o f   , ,   ac cu r ate  cu r r e n m an ag em en t,  a n d   a d h er en ce   to   b atter y   p r o tectio n   r e q u ir em en ts .   T h e   in teg r atio n   o f   o u ter   v o ltag co n tr o an d   in n er   cu r r en co n tr o l   en h an ce s   s y s tem   r esp o n s iv en ess   an d   r eliab ilit y ,   m ak in g   it id ea l f o r   b id ir ec tio n al  p o wer   f lo in   en er g y   s to r ag ap p licatio n s   an d   r en ewa b le  e n er g y   s y s tem s .   T h PID   co n tr o ller   is   wid ely   u tili ze d   in   co n tr o s y s tem s   to   en h an ce   s y s tem   ac c u r ac y   b y   m in im izin g   th er r o r   b etwe en   p r o ce s s   o u tp u an d   th e   g iv en   r ef e r en ce   in p u t.   T h PID   c o n tr o lle r   ac h iev es  th is   b y   co n tin u o u s ly   ca lcu latin g   th e   er r o r   a n d   a p p ly in g   co r r ec tio n s   b ased   o n   th r ee   d is tin ct  p ar a m eter s   p r o p o r tio n al   ,   an d   .   T h p r o p o r tio n al  g ain   ( )   en s u r es  im m ed iate  co r r ec tio n   b ased   o n   th cu r r e n er r o r .     T h in teg r al  ter m   ( )   elim in ate s   r esid u al  s tead y - s tate  er r o r s   b y   s u m m in g   u p   all  p ast  er r o r s .   T h d er iv ativ e   g ain   ( )   a n ticip ates  f u tu r e r r o r s   b y   r esp o n d in g   to   th e   er r o r s   r ate  o f   c h an g e,   im p r o v in g   s y s tem   r esp o n s e   s p ee d   an d   s tab ilit y   [ 2 5 ] .   T h tr an s f er   f u n cti o n   o f   th PID   co n tr o ller   ca n   b e   ex p r ess ed   in   two   eq u iv alen t f o r m s :     ( ) = + +   ( 16 )     o r   eq u i v alen tly     ( ) = [ 1 + 1 + ]   ( 17 )     w h er   is   th p r o p o r tio n al  g ain ,     is   th in teg r al   g ain ,     is   th d er iv ativ g ain ,     is   th r eset  tim e,     is   th d er iv ativ tim e.   T h PI   co n tr o ller   is   a   s im p lifie d   f o r m   o f   th PID   co n t r o ller   th at  co m b i n es  p r o p o r tio n al  a n d   in teg r al   ac tio n s   to   r eg u late  s y s tem s   o u tp u t.  I is   wid ely   u s ed   in   ap p licatio n s   wh er elim in atin g   s tead y - s tate  er r o r s   is   cr itical,   an d   d er i v ativ ac tio n   i s   n o t r eq u ir e d   o r   m ay   a m p lify   n o is e.   On m eth o d   f o r   t u n in g   th P I   co n tr o ller   p ar am eter s   is   th e   Z ieg ler - Nich o ls   m eth o d .   T h i s   ap p r o ac h   u tili ze s   th s y s tem s   s tep   r esp o n s cu r v e,   as  illu s tr ated   i n   F ig u r e   1 0 ,   to   d ete r m in t h r e q u ir ed   v alu es  [ 2 6 ] T h e   s tep   r esp o n s is   ch ar ac te r ized   b y   two   k ey   p ar am eter s   is   th d elay   tim e   ( ) ,   an d   th e   tim co n s tan ( ) .     T h PI  co n tr o ller   v alu es c an   b d eter m in ed   u s in g   th g u id eli n es p r o v id e d   in   T a b le   2.   T h v alu es o f   o u ter - lo o p   PI  is   = 0 , 85   = 0 , 005   = 0   T h v alu es o f   in n er - lo o p   PI  is   = 0 , 01   = 0 , 0005   = 0           Fig u r 9 .   C ascad ed   PI  co n tr o ll er   f o r   b id ir ec tio n al  c o n v e r ter           Fig u r 10 .   R esp o n s cu r v f o r   Z ieg ler   Nich o ls       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       Op timiz a tio n   o f h yb r id   P V - w i n d   s ystems   w i th   MPP T a n d   fu z z lo g ic - b a s ed   co n tr o l   ( A y o u b   F en n ich e )   755   T ab le  2 .   Z ieg ler   Nich o ls   tu n in g   r u les   C o n t r o l l e r   t y p e         P       0   PI   0 . 9   3 . 3   0   P I D   1 . 2   2   0 . 5       3.   SI M UL A T I O R E S UL T AND  DIS CUSS I O N   T h p r o p o s ed   h y b r id   PV - W in d   en e r g y   s y s tem   was  s im u lated   u n d er   v a r y in g   s o lar   ir r a d iatio n   an d   win d   s p ee d   co n d itio n s   u s in g   MA T L AB   Simu lin k .   T h s p ec if icatio n s   an d   s ize  o f   th s y s tem   co m p o n e n ts   ar esti m ated   as  s h o wn   in   T a b le  3 .   T h s y s t em   is   d esig n ed   t o   co n tin u o u s ly   p o wer   a   ty p ic al   3   k W /3 0 0 V   DC   telec o m m u n icatio n   l o ad   th r o u g h o u t t h y ea r ,   m ak in g   it su itab le  f o r   r em o te  lo ca tio n s   o r   is o lated   is lan d s .   Fig u r 1 1   p r esen ts   th Simu l in k   m o d el  o f   th p r o p o s ed   h y b r id   e n er g y   s y s tem .   T h e   PV  s y s tem   is   co n n ec ted   th r o u g h   DC - DC   b o o s co n v er ter   with   MPPT  co n tr o l,  wh ile  th e   win d   tu r b in e s   v ar iab le  AC   o u tp u is   f ir s r ec tifie d   u s in g   an   AC - D C   co n v er ter   an d   th en   r eg u lated   v ia  DC - DC   b o o s co n v er te r   with   MPPT  co n tr o b e f o r e   in teg r at io n   in to   th s y s tem .   A   b id ir e ctio n al  DC - DC   co n v er ter   m a n ag es  th b atter y ch ar g in g   an d   d is ch ar g in g   cy cl es,  en s u r in g   s tab le  p o we r   f lo w   an d   DC   b u s   v o ltag e   r eg u latio n .       T ab le  3 .   Par am eter   s p ec if icati o n   P a r a me t e r   S y mb o l   V a l ue     P a r a me t e r   S y mb o l   V a l u e   PV         R a t e d   l o a d   P   3   k W   R a t e d   p o w e r      2 . 1   k W     D C   b u l i n k   v o l t a g e     3 0 0   V   N o .   o f   ser i e s   mo d u l e s     5     D C   b u l i n k   c a p a c i t o r   C   3 3 0 0   µ F   N o .   o f   p a r a l l e l   mo d u l e s     2     B o o st   i n d u c t o r   f o r   P V   L   5   mH   S h o r t   c i r c u i t   c u r r e n t      7 . 8 4   A     B o o st   i n d u c t o r   f o r   W EC S   L 1   3 5   mH   O p e n   c i r c u i t   v o l t a g e      3 6 . 3   V     B i d i r e c t i o n a l   i n d u c t o r   L 2   0 . 5   mH   M a x i m u m   p o w e r / mo d u l e      2 1 3 . 1 5   W     P I   o u t e r - l o o p     -     0 . 8 5   -   0 . 0 0 5   W EC S   R a t e d   p o w e r   R e si st a n c e   i n d u c t a n c e         =     3 . 0   k W   0 . 4 2     5 . 3 5   mH     P I   i n n e r - l o o p   B a t t e r y   R a t e d   c a p a c i t y   I n t e r n a l   r e s i st a n c e     -         ,   0 . 0 1   -   0 . 0 0 0 5     6 5   A h   0 . 1 1     P o l e   p a i r   P   4     N o mi n a l   v o l t a g e   ,   7 2   V   I n e r t i a   J   2 . 7 3   k g . m 2                   Fig u r 11 .   S im u lin k   m o d el  o f   th s tu d ied   s y s tem       T o   ev alu ate   th d y n am ic   p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   h y b r id   s y s tem   an d   its   r esp o n s to   v ar iatio n s   in   s o lar   ir r ad iatio n   an d   win d   s p ee d ,   th e   r esu lts   p r esen ted   i n   t h is   s ec tio n   ar b ased   o n   s im u l atio n s   co n d u cted   at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 9 ,   No .   2 ,   Au g u s 20 25 :   74 7 - 7 6 0   756   tem p er atu r o f   2 5   °C ,   with   s o lar   ir r ad iatio n   i n ten s ity   r a n g in g   f r o m   3 0 0   to   1 , 0 0 0   W /m ²  an d   win d   s p ee d   v ar y in g   b etwe en   8 . 5   an d   1 2   m /s ,   as sh o wn   in   Fig u r es 1 2 ( b )   a n d   1 3 ( b ) ,   r esp ec tiv ely .   Fig u r 1 2   illu s tr ates  th r esp o n s o f   t h PV  s y s tem   u n d e r   v ar y i n g   ir r ad ian ce   c o n d itio n s ,   wh ile   Fig u r 1 3   p r esen ts   th p er f o r m an ce   o f   th e   W E C s y s t em   u n d er   f lu ctu atin g   win d   s p ee d   co n d itio n s .     Fig u r 1 2 ( a )   s h o ws  th at  th PV  s y s tem   p o wer   o u tp u s tar ts   at  0 . 6   k W ,   in cr ea s in g   in   th r e s tag es  to   r ea ch   p ea k   o f   2 . 1   k W ,   b ef o r e   d ec r ea s in g   in   two   s tag es  to   1   k W   d u to   s u d d en   v ar iatio n s   in   ir r ad ia n ce   lev els.     Fig u r 1 3 ( a )   in d icate s   th at   th win d   s y s tem   p o wer   o u t p u in itially   g en er ates  3   k W ,   th e n   d r o p s   to   0 . 5   k W   f o llo win g   win d   s p ee d   r ed u ctio n   f r o m   1 2   m /s   to   8 . 5   m /s ,   b ef o r r ec o v er in g   to   3   k W   as  th win d   s p ee d   in cr ea s es  ag ain .   B o th   Fig u r es  1 2 ( a)   an d   1 3 ( a )   co n f ir m   th at  th m ax im u m   av ailab le  p o wer   cu r v es  f r o m   th e   s o lar   PV  an d   win d   p o wer   s y s tem s   alig n   clo s ely   with   th g en er ated   o u t p u p o wer .   T h is   d e m o n s tr ates  th at  t h FLC - b ased   MPPT  co n tr o ller   ef f ec tiv ely   tr ac k s   an d   ex tr ac ts   m ax im u m   p o wer   in   r ea l - tim e ,   en s u r in g   ef f icien t   p o wer   d eliv er y   to   th DC   b u s .   Ad d itio n ally ,   th s m o o t h   tr an s itio n s   in   p o wer   o u tp u t v alid ate  th r o b u s tn ess   o f   th f u zz y   l o g ic  co n tr o l stra teg y ,   m in i m izin g   p o wer   f lu ctu ati o n s   an d   im p r o v i n g   s y s tem   s tab ilit y .         ( a)       ( b )     Fig u r 12 .   Po wer   o f   PV u n d er   v ar y in g   ir r ad iatio n   lev els ( a)   PV p o wer   an d   ( b )   s o lar   ir r ad ia tio n   lev els         ( a)       ( b )     Fig u r 13 .   W in d   p o wer   o u tp u t u n d er   v ar y i n g   win d   s p ee d   co n d itio n s   ( a)   p o wer   o f   win d   a n d   ( b )   win d   s p ee d   lev els       Fig u r 1 4   illu s tr ates  th elec t r ical  p er f o r m an ce   o f   th e   lo ad ,   wh er e   Fig u r es  1 4 ( a ) - 1 4 ( c )   d ep ict  th e   p o wer ,   v o ltag e,   an d   cu r r en s u p p lied   to   th lo ad .   T h r esu lts   s h o th at  th lo ad   r ec eiv es  s tab le  v o ltag an d   cu r r en t,  d esp ite  f lu ctu atio n s   in   p o wer   g en er atio n .   T h is   s tab ilit y   is   ac h iev ed   th r o u g h   th h y b r i d   s y s tem ce n tr alize d   DC   b u s ,   wh ich   e f f icien tly   in teg r ates  PV,  win d ,   a n d   b atter y   p o wer   s o u r ce s ,   e n s u r in g   u n in te r r u p te d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.