I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   6 8 8 ~ 7 0 0   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 4 . i 3 . p p 6 8 8 - 700          688       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   Co mpa ra tive  a na ly sis  of MPPT  tec hniques   for pho to v o ltaic  sy stems:  c la ss ica l,  f uzzy  log ic,  and s liding  mo de appr o a ches        M o ha m ed   E H a f y dy M o ha m ed   B eny dir,  E lm a hn i La ho us s i ne,   E lm o uta wa k il Ala o ui M y   Ra chid,  Yo us s ef   O ub a il    La b o r a t o r y   o f   E n g i n e e r i n g   S c i e n c e s   a n d   E n e r g y   M a n a g e me n t   ( LA S I M E) ,   N a t i o n a l   S c h o o l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s,   I b n   Zo h r   U n i v e r s i t y ,   A g a d i r ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   2 4 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   2 3 ,   2 0 2 5       Th is  st u d y   p re se n ts  a   c o m p re h e n siv e   c o m p a ra ti v e   a n a ly sis  o m a x imu m   p o we p o in trac k in g   (M P P T)  str a teg ies   fo p h o t o v o lt a ic  sy ste m s,  fo c u sin g   o n   t h e   c las sic a p e rtu rb   a n d   o b se r v e   (P & O) m e th o d ,   a n   a rti ficia in t e ll ig e n c e - b a se d   fu z z y   lo g ic co n tr o ll e (F LC ),   a n d   a   ro b u st  slid i n g   m o d e   c o n tr o (S M C )   tec h n iq u e .   Th e se   m e th o d s   a im  t o   m a x imiz e   p o we r   o u tp u t   b y   d y n a m ica ll y   a d a p ti n g   t o   ra p i d   a n d   u n p re d i c tab le  e n v ir o n m e n tal  v a riatio n s,   su c h   a s   c h a n g e i n   so lar  irrad ia n c e .   S imu latio n p e rfo rm e d   in   th e   M ATLAB/S imu li n k   e n v ir o n m e n u n d e d i v e rse   re a l - wo rld   sc e n a rio s   d e m o n stra te t h a S M a n d   F LC  o u tp e rfo rm   t h e   c o n v e n ti o n a P & a p p ro a c h ,   p a rti c u larly   u n d e r   c o n d it i o n s   o f   su d d e n   a n d   se v e re   e n v iro n m e n tal   flu c tu a ti o n s.   Th e   fin d in g h ig h l ig h t   t h e   a d v a n c e d   c o n tr o ll e rs’  a b il it y   t o   su sta in   o p ti m a p o we e x trac ti o n ,   m in imiz e   e n e rg y   lo ss e s,  a n d   m a in tain   sy ste m   sta b il it y   a c ro ss   v a ry i n g   o p e ra ti n g   c o n d it io n s.  T h e se   re su lt u n d e rsc o re   t h e   p o te n ti a o S M C - b a se d   M P P sy ste m to   e n h a n c e   th e   e fficie n c y   a n d   re sili e n c e   o f   re n e wa b le  e n e rg y   a p p li c a ti o n s,   m a k in g   th e m   h ig h ly   v iab le  f o d e p lo y m e n in   re a l - wo rld   sc e n a ri o c h a ra c teriz e d   b y   v o latil e   e n v ir o n m e n tal  c o n d it i o n s .   K ey w o r d s :   C o n tr o l   Fu zz y   lo g ic   MPPT   Ph o to v o ltaic   Sli d in g   m o d e   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 :   Mo h am ed   E l H af y d y   L ab o r ato r y   o f   E n g i n ee r in g   Scien ce s   an d   E n e r g y   Ma n ag em e n t ( L ASI ME )   Natio n al  Sch o o l o f   Ap p lied   Sc ien ce s ,   I b n   Z o h r   Un i v er s ity   Ag ad ir ,   Mo r o cc o   E m ail:  m o h am ed . elh af y d y @ ed u . u iz. ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   T h in cr ea s in g   wo r ld wid n ee d   f o r   clea n   an d   s u s tain ab le  en er g y   h as  in ten s if ied   th e   f o cu s   o n   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s ,   p a r ticu lar ly   s o lar   p o wer .   Ph o t o v o ltaic  ( PV)   s y s tem s   ar at  t h f o r ef r o n o f   t h is   tr an s itio n ,   o f f er i n g   p r o m is in g   s o lu tio n   to   m ee t e n er g y   n ee d s   wh ile  r ed u cin g   ca r b o n   em is s io n s   [ 1 ] .   Ho wev er ,   th ef f icien cy   o f   PV  s y s tem s   is   in h er en tly   lim ited   b y   th eir   ab ilit y   to   co n tin u o u s ly   o p er at at  th m ax im u m   p o wer   p o in ( MPP) ,   wh ich   v ar ies  d u to   ch an g in g   e n v ir o n m en tal  c o n d itio n s ,   s u c h   as  ir r ad ian ce   a n d   tem p er atu r e .   T h is   ch allen g u n d er s co r es  th im p o r tan ce   o f   ef f ec tiv m ax im u m   p o wer   p o i n tr ac k in g   ( MPPT )   tech n iq u es   [ 2 ] .   Sig n if ican r esear ch   h as  b ee n   co n d u cte d   to   en h an ce   th en er g y   ef f i cien cy   o f   PVSs   b y   im p lem en tin g   p r e d ictiv an d   t r ac k in g   tech n iq u es  f o r   m ax im u m   p o wer   p o in t   ex tr ac tio n   [ 3 ] .   r eliab le   co n tr o l   s y s tem   co n s is ten tly   tr ac k s   th MPP  u n d er   all  en v ir o n m e n tal  co n d itio n s ,   en s u r in g   th e   s y s tem   o p er ates  at   o p tim al  p er f o r m an ce .   Va r io u s   MPPT  m eth o d s   h av b ee n   d ev elo p ed   to   o p tim ize  th en er g y   ex tr ac tio n   f r o m   PV  s y s tem s .   Am o n g   th ese,   th e   co n v e n tio n al  p e r tu r b   an d   o b s er v ( P& O [ 4 ] in cr e m en tal  co n d u cta n ce   ( I NC )   [ 5 ] b ac k s tep p in g   [ 6 ] ,   f u zz y   lo g ic  ( FL)   [ 7 ] ,   an d   s lid in g   m o d c o n tr o l   ( SMC )   [ 8 ] .   T h ese  m eth o d s   ca n   b e   ch o s en   b ased   o n   p e r f o r m an c p ar am eter s   s u ch   as  co m p le x ity ,   co n v e r g en ce   r ate ,   s p ee d ,   s o f co s t,  s en s o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f MP P T tec h n iq u es fo r   p h o t o vo lta ic  s ystem s :   … ( Mo h a med   E l H a f yd y )   689   r eq u ir em e n t ,   an d   r eliab ilit y   [ 9 ] .   T y p ically ,   MPPT  m eth o d s   ad ju s r ef er e n ce   s ig n al p o s itiv o r   n e g ativ e b ased   o n   th o p er atin g   s tate  o f   PVSs .   W h ile  m o s tech n iq u es  p er f o r m   well  in   s tab le  co n d itio n s ,   th ey   o f ten   s tr u g g le  wh e n   f ac e d   with   r a p id   ch a n g es  in   wea th er   o r   l o ad .   Ma n y   o f   th ese  m eth o d s   ar b ased   o n   th e   in cr em en tal  co n d u ctan ce   ( I n C o n )   an d   P& alg o r ith m s   [ 1 0 ] ,   wh ich   r el y   o n   PV  elec tr ical  p ar am eter s   to   d eter m in th MPP.  Ho wev er ,   th ese  ap p r o ac h es  ca n   lead   to   p r ec is io n   er r o r s   d u to   th e   tim lo s d u r in g   th e   s ea r ch   f o r   th m a x im u m   p o w er   p o in [ 1 1 ] .   T o   ad d r ess   th ese  ch allen g es,  an   im p r o v ed   M PP T   alg o r ith m   h as  b ee n   d ev elo p ed ,   as  h ig h lig h te d   in   [ 1 2 ] .   T h is   e n h an ce d   a p p r o ac h   c o m b in es   P& with   FL   co n tr o l,  aim i n g   to   o v er co m e   th lim itatio n s   o f   tr ad itio n al  P& m eth o d s .   B y   d y n am ically   ad j u s tin g   th e   p er t u r b atio n   am p litu d e   with in   th P& alg o r ith m ,   t h is   tech n iq u en h a n ce s   tr an s ien r esp o n s an d   m i n im izes  s tead y - s tate  v o ltag o s cillatio n s ,   lead in g   to   m o r e f f icien t a n d   r eliab le  p o wer   tr a ck in g .   Als o ,   Nad k ar n et  a l .   [ 1 3 ]   en h an ce s   tr ad itio n al  MPPT  m eth o d s   b y   m o d i f y in g   th f u zz y   lo g ic   co n tr o ller   ( FLC)  an d   P& te ch n iq u es.  T h ese  im p r o v em e n ts   aim   to   r e d u ce   s tead y - s tate  v o ltag o s cillatio n s   an d   im p r o v e   tr an s ien r esp o n s in   p h o to v o ltaic  s y s tem s T wo   MPPT  m eth o d s   a r co m p ar ed P& an d   SMC   [ 1 4 ] .   P& is   g en er ally   ap p lie d   in   s im p le  o r   s tan d - alo n i n s tallatio n s ,   wh ile  SMC   is   b ette r   s u ited   f o r   lar g e r   s y s tem s ,   s o   th SMC   h as  g ain ed   l o o f   attr ac tio n   i n   th d esig n in g   o f   n o n lin ea r   co n tr o s y s tem s   d u to   its   s im p licity ,   r o b u s t -   n ess ,   an d   g o o d   d y n am ic  b eh av i o r   [ 1 5 ] .   On   th o th er   h an d th e   SMC   tech n iq u e,   ch o s en   f o r   its   r o b u s tn ess   an d   lo co m p u tatio n al  co m p lex it y ,   is   co m p ar ed   with   tr ad itio n al  m eth o d s   lik p r o p o r tio n al   in teg r al   d er iv ativ PID   an d   P& O,   s h o win g   s u p er io r   p er f o r m an ce   in   h an d lin g   s u d d e n   ir r ad ian ce   ch an g es.   E x p er im en tal   v alid atio n   o n   PV  r o o f to p   in s tallatio n   c o n f ir m ed   th e   ap p r o ac h ' s   ef f ec tiv en ess   in   m ax im izin g   en er g y   o u t p u t   [ 1 6 ] .   MPPT  alg o r ith m s   p la y   a   cr u cial  r o le  in   m a x im izin g   p o wer   o u t p u u n d er   v ar y in g   en v ir o n m en tal  co n d itio n s .     T r ad itio n al  MPPT  tech n iq u es,  s u ch   as  th P& m eth o d ,   o f ten   s tr u g g le  to   ad ap ef f ec tiv el y   to   r ap id   an d   u n p r ed ictab le  ch an g es  in   s o lar   ir r ad ian ce   [ 1 7 ] ,   l ea d in g   t o   s u b o p tim al  en er g y   h ar v esti n g .   T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   th is   p ap er   p r o p o s es  ad v an ce d   MPPT  tech n iq u e s   b ased   o n   SMC   an d   FLC.  S MC  i s   r en o wn ed   f o r   its   r o b u s tn ess   ag ain s d i s tu r b an ce s   an d   u n ce r tain ties   [ 1 8 ] ,   wh ile  FLC  o f f er s   f lex ib ilit y   in   h an d lin g   n o n lin ea r   s y s tem s   an d   co m p lex   d ec is io n - m ak in g   p r o ce s s es   [ 1 9 ] .   B y   lev er ag in g   t h s tr en g th s   o f   b o th   ap p r o ac h es,  th e   p r o p o s ed   co n tr o ller s   aim   to   en h an ce   th p r ec is io n ,   r esp o n s s p ee d ,   an d   o v er all  p er f o r m a n ce   o f   MPPT  in   PV  s y s tem s .   T h is   p ap er   aim s   to   ev alu ate  an d   c o m p ar t h e f f ec tiv en ess   o f   th ese  th r ee   MPPT  tech n iq u es   in   m ax im izin g   th ef f icien cy   o f   PV  s y s tem s .   B y   an aly zin g   th eir   p er f o r m a n ce   u n d er   v ar y i n g   ir r ad ian ce   lev els,  th s tu d y   s ee k s   to   id en tif y   th m o s r eliab le  a n d   e f f icien m eth o d   f o r   r ea l - wo r l d   ap p licatio n s   in   r en ewa b le   en er g y   s y s tem s .   T h r est o f   th is   ar ticle  is   o r g an ized   as f o llo ws.  Sectio n   2   p r esen ts   th m o d elin g   o f   th PV sy s tem   an d   th ass o ciate d   b o o s co n v er te r ,   estab lis h in g   th f o u n d atio n al  elem en ts   n ec ess ar y   f o r   im p lem en tin g   MPPT   alg o r ith m s .   I n   s ec tio n   3 ,   th t h r ee   MPPT  tech n i q u es   P& O,   FLC,  an d   SMC   ar e x p lain ed   in   d etail,   alo n g   with   th eir   r esp ec tiv e   d esig n   p r o ce s s es.  Sectio n   4   o f f er s   a   s im u latio n   s tu d y   co n d u cte d   in   MA T L AB /S im u lin k ,   co m p ar in g   th p e r f o r m an ce   o f   th ese  th r ee   MPPT  m eth o d s   u n d er   v a r io u s   co n d itio n s       2.   M E T H O D   2 . 1 .     P ho t o v o lt a ic  m o del   R esear ch er s   h av d ev el o p ed   v ar io u s   m o d els  to   s im u late  t h b eh a v io r   o f   p h o to v o ltaic  ce lls   u n d er   d if f er en t   co n d itio n s .   E ac h   m o d el  b u ild s   u p o n   th e   id ea r ep r esen tatio n ,   wh ich   co n s is ts   o f   cu r r e n s o u r ce   t o   ca p tu r s o lar   en er g y   an d   d i o d to   r ef lect  th ch a r ac ter is tics   o f   th P - ju n ctio n .   Fig u r 1   illu s tr ates  th e   eq u iv alen elec tr ical   cir cu it  o f   th o n e - d io d e   PV  m o d el   [ 2 0 ] A   p h o to v o ltaic  c ell  ca n   b r ep r esen ted   as  a   cu r r en s o u r ce   in   p a r allel  with   s im p le  P - d io d an d   s h u n r esis to r   ( R s h ) ,   all  co n n ec ted   in   s er ies  with   a   r esis tan ce   ( R s ) .   Usi n g   Kir ch h o f f ' s   cu r r en t la w,   th o u tp u t c u r r en t o f   th s o lar   ce ll  ca n   b e   g i v en   b y   ( 1 ) .     I PV = I ph I d I sh   ( 1 )     B ased   o n   Sh o ck ley ' s   d io d eq u atio n ,   I d   is   ex p r ess ed   as:     I d = I 0 [ e xp ( V pv + R s I pv n V T ) 1 ]   ( 2 )     I 0 = I rs . ( T T n ) 3 e xp [ q . E g0 n . K × ( 1 T n 1 T ) ]   ( 3 )     I = I ph I 0 [ e xp ( V pv + R s I pv n V T ) 1 ] V pv + R s I pv R sh   ( 4 )     V T = K T q   ( 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 8 8 - 700   690   w h er I PV   is   th o u tp u te r m in al   cu r r en t,  I ph   is   th p h o to c u r r e n g en er ated   b y   th ce ll  u n d er   s tan d ar d   t est  c o n d itio n s   ( STC)  with   G= 1 0 0 0   W /m ²  an d   T = 2 5   °C ,   I d   is   th c u r r en p ass in g   th r o u g h   th d io d e,   an d   I sh   is   th e   s h u n r esis to r   c u r r en t.   I 0   is   th s atu r atio n   cu r r en t,   q   is   th ele ctr o n   c h ar g e,   is   t h B o ltzm an n   c o n s tan t,  n   is   th id ea lity   f ac t o r   r elativ to   th m o d u le,   a n d   T   is   th e   d io d e   ju n ctio n   tem p er at u r e   [ 2 1 ] T ab le  1   p r esen ts   th e   p ar am eter s   o f   th PV  m o d el  u s ed   in   th is   s tu d y ,   s p ec if ically   th p o ly cr y s tallin ty p e,   wi th   p ea k   p o wer   o f   2 4 0   W u n d er   s tan d ar d   test   co n d itio n s   ( STC).     I ph = [ I sc + k i ( T T n ) ] × G 1000   ( 6 )     I d = I rs . ( T T n ) 3 e xp [ q . E g0 n . K × ( 1 T n 1 T ) ]   ( 7 )           Fig u r 1 .   PV c ell  m o d el       T ab le  1 .   PV p ar a m etr es   P a r a me t e r s   V a l u e s   M a x i m u m   p o w e r   P m a x   2 4 0   W   C u r r e n t   a t   ma x i mu p o w e r   I p m   7 . 9   A   V o l t a g e   a t   m a x i m u p o w e r   V p m   3 0 . 2   V   S h o r t - c i r c u i t   c u r r e n t   I c c   8 . 3 3   A   O p e n - c i r c u i t   v o l t a g e   V o c   3 7 . 2   V   S h u n t   r e si st a n c e   R sh   1 0 0 0 Ω   S e r i e s r e si s t a n c e   R s   0 . 0 0 8 Ω   I d e a l i t y   f a c t o r   n   1 . 2       2 . 2 .     B o o s t   c o nv er t er     T h b o o s co n v er ter   is   co m m o n ly   u s ed   in   r en ewa b le  en er g y   ap p licatio n s ,   in clu d i n g   s o lar   an d   win d   p o wer .   Du t o   th in ter m itten n atu r o f   s o lar   en e r g y   p r o d u c tio n ,   it  is   im p o r tan t o   ad d r ess   th is   v ar iab ilit y   to   en h an ce   o v er all  s y s tem   ef f icien cy   [ 2 2 ] .   On s ig n if ica n ap p licatio n   o f   th b o o s co n v er t er   is   in   m ax im u m   p o wer   p o in tr ac k in g   s y s tem s .   Fig u r 2   illu s tr ates  th s tr u ctu r o f   b o o s co n v er ter ,   wh ic h   co n s is ts   o f   PV   Vp v ,   c o n tr o lled   s witch   ( T ) ,   a in d u cto r   ( L ) ,   d io d e   ( D) ,   f ilter   ca p ac ito r   ( C ) ,   an d   a   lo ad   r esis tan ce   o f   R =1 0 0   o h m s .   T h e   co n v er ter   o p er ates  in   c o n tin u o u s   co n d u cti o n   m o d e   ( C C M) ,   with   its   b eh av io r   d ep en d in g   o n   wh eth er   th s witch   T   is   co n d u ctin g   o r   n o t .   As  DC /DC   c o n v er ter ,   th b o o s co n v er ter   in cr ea s es  th in p u t   v o ltag to   h ig h er   lev el  at  th o u tp u t.  I r eg u lates  th v o lta g at  th PV  p an el  ter m in als  b ased   o n   th ch o s en   co n tr o l stra teg y ,   w h i c h   i s   i m p le m e n t e d   b y   a d j u s ti n g   t h e   d u t y   c y c l e   o f   t h e   v o l t a g e   a p p li e d   t o   th e   s w it c h   g a t e   ( T ) .           Fig u r 2 .   B o o s t c o n v er ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f MP P T tec h n iq u es fo r   p h o t o vo lta ic  s ystem s :   … ( Mo h a med   E l H a f yd y )   691   T h p o wer   f l o is   r eg u lated   b y   ad ju s tin g   th d u ty   cy cle  α   o f   th s witch in g   p er io d   T s .   Dep en d in g   o n   wh eth er   th s witch   ( S)  is   o n   o r   o f f ,   th c o n v e r ter   o p er ates  in   two   d is tin ct  s tates:   S = 0 ; t ϵ ] 0 ; α T s ] W h en   th s witch   is   o n ,   th d io d e   is   r e v e r s e - b iased ,   p r ev en tin g   c u r r en t   f lo w   th r o u g h   it.  D u r in g   th is   p h ase,   th e   in d u cto r   s to r es  en er g y   b y   d r awin g   cu r r en f r o m   th e   in p u v o ltag s o u r ce ,   wh ile  th ca p ac ito r   s u p p lies   p o wer   to   th e   lo ad   b y   d is ch ar g in g   th r o u g h   th r esis to r .   T h co r r esp o n d i n g   eq u atio n s   f o r   th is   s tate  ar e:     V  L d i L dt = 0   ( 8 )     V o u t R L d V o u t dt = 0   ( 9 )     t h two   eq u atio n s   ab o v ca n   b p r esen ted   in   m atr ix   f o r m   as   (1 0 ).     [ d i L dt d V o u t dt ] = [ 0 0 0 1 RC ] [ i L V o ut ] + [ 1 L 0 ] V pv   (1 0 )     S = 0 ; t ϵ [ α T s . ; T s . ]   w h en   th s witch   is   o f f ,   th d io d b ec o m es  f o r war d - b ias ed ,   allo win g   cu r r en t o   f l o w   th r o u g h   it.  Du r in g   th is   p h ase,   t h en er g y   s to r ed   i n   th in d u ct o r   L   is   tr an s f er r e d   to   th ca p ac ito r   C ,   wh ich   h elp s   m ain tain   th o u tp u t v o ltag e.   T h eq u atio n s   f o r   th is   s tag ar e:     V pv V o ut L d i L dt = 0   (1 1 )     i L Vc R C d V o u t dt = 0   (1 2 )     t h two   in   (1 1 )   a n d   ( 1 2 )   ca n   al s o   b p r esen ted   i n   m atr ix   f o r m   as   (1 3 ).     [ d i L dt d V o u t dt ] = [ 0 1 L 1 C 1 RC ] [ i L V o ut ] + [ 1 L 0 ] V pv   (1 3 )     T h s tate - s p ac av er ag in g   tec h n iq u h elp s   d er i v s im p lifie d   m o d el  o f   th co n v er ter   o v er   f u ll  s witch in g   p er io d .   E s s en tially ,   th is   ap p r o ac h   r ep lace s   th in s tan tan eo u s   s tate - s p ac r ep r esen tatio n   with   an   av er ag ed   m o d el  th at  ca p tu r e s   th cir cu it ' s   o v er all  b eh av io r   th r o u g h o u T s .   Ap p ly in g   th is   m eth o d ,   th e   m o d if ied   a v er ag e d   m o d el  is   ex p r ess ed   as:     A = A 1 α + A 2 ( 1 α )   (1 4 )     B = B 1 α + B 2 ( 1 α )   (1 5 )     w h er e   th e   m atr ices   A 1 ,   A 1 ,   B 1 ,   an d   B 2   ar e   g iv en   by   (1 6 ).     A 1 = [ 0 0 0 1 RC ] A 2 = [ 0 1 L 1 C 1 RC ] B 1 = [ 1 L 0 ] B 2 = [ 1 L 0 ]   (1 6 )     Usi n g   t h e   e q u ati o n s   a b o v t o   o b ta in   t h e   a v er ag e d   s t at e - s p a ce   m o d el  o f   th c o n v e r t er   o v e r   t h e n t ir p er i o d   T s .     [ d i L dt d V o u t dt ] = [ 0 ( 1 α ) L ( 1 α ) C 1 RC ] [ i L V o ut ] + [ 1 L 0 ] V pv   (1 7 )     Def in in g   th s tate  v ec to r   as  ( 18 ).     x = [ il V o ut ] T   ( 18 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 8 8 - 700   692   T h ( 1 7 )   ca n   b ex p r ess ed   as  ( 19 )   an d   ( 2 0 ).     x ̇ = Ax + B V in   ( 19 )     y = Cx   (2 0 )     W h er y   is   th o u tp u t v ec to r   a n th s y s tem   m atr ices a r d e f in ed   as   in   ( 2 1 ).     A = [ 0 ( 1 α ) L 1 α C 1 RC ] B = [ 1 L 0 ] C = [ 01 ]   (2 1 )     2 . 3 .     M P P T   c o ntr o llers   2 . 3 . 1 .   P er t urb a nd   o bs er v m et ho d ( P &O )   I n   p h o to v o ltaic  s y s tem ,   th P& m eth o d   is   u s ed   to   c o n tr o DC - DC   b o o s co n v er ter ,   wh ich   tr an s f o r m s   th e   f lu ctu atin g   D C   v o ltag f r o m   s o lar   p a n els  in to   a   s tab le  DC   o u tp u s u itab le  f o r   th l o ad .     As  illu s tr ated   in   Fig u r 3 ,   th P& alg o r ith m   r eg u lates  th is   co n v er te r   b y   co n tin u o u s ly   ad ju s tin g   th d u t y   cy cle  α   o f   th e   s witch   ( S) .   T h is   en s u r es   th at  th e   o u tp u v o ltag r em ain s   at  th e   lev el  co r r esp o n d in g   to   th MPP   o f   th s o lar   p an els.   T h P& m eth o d   is   wid ely   u s ed   f o r   MPPT  in   p h o to v o ltaic  s y s tem s   d u to   its   s im p licity   an d   lo w   d ep en d e n cy   o n   s y s tem   p a r am eter s .   I wo r k s   b y   p e r io d ically   ad ju s tin g   th e   ar r ay   v o ltag e   ( e ith er   in cr ea s in g   o r   d ec r ea s in g   it a n d   co m p ar in g   th r esu ltin g   p o wer   with   t h p r e v io u s   cy cle.   I f   th e   p o wer   in cr ea s es,  th e   p er tu r b atio n   co n tin u es  in   th s am d ir ec tio n o th er wis e,   it  r ev er s es.   As  r esu lt,  ea c h   M PP T   cy cle  ca u s es  a   s lig h f lu ctu atio n   in   th a r r ay s   ter m in al  v o ltag e.   W h ile  th P& alg o r ith m   ef f ec tiv ely   t r a ck s   th MPP  u n d er   s tab le  co n d itio n s ,   it  m ay   s tr u g g le  wh en   atm o s p h er ic  co n d itio n s   ch an g g r a d u ally   o r   co n ti n u o u s ly ,   p o ten tially   lead in g   to   p o wer   lo s s   [ 2 3 ] .     2 . 3 . 2 .   F uzzy   l o g ic  c o ntr o ( F L C )   R ec en tly ,   n u m b er   o f   ar t if icial  in tellig en ce - in s p ir ed   s tr ateg ies  h av b ee n   d ev el o p ed   an d   im p lem en ted   as  MPPT  alg o r ith m s ,   o f ten   r ef er r ed   to   as  in tellig en t’   d u to   th eir   r o b u s tn ess   an d   ab ilit y   to   to ler ate  m o d elin g   in ac c u r ac ie s   [ 2 4 ] .   Am o n g   th ese  s tr ateg ie s   is   FL .   T h FL  th eo r y   allo w s   f o r   th e   m o d elin g   an d   r ig o r o u s   p r o ce s s in g   o f   i m p r ec is e,   u n ce r tain ,   an d   s u b j ec tiv in f o r m atio n ,   m ak in g   it   p ar ticu lar ly   s u itab le  f o r   ap p r o x im atin g   n o n lin ea r   f u n ctio n s .   Ho wev er ,   im p lem e n tin g   f u zz y   lo g ic  s y s tem   r e q u ir es  th o r o u g h   a n d   co m p lete  u n d er s tan d in g   o f   t h s y s tem   to   ac cu r ately   estab lis h   th in f er en ce   r u les.  Desig n in g   f u zz y   co n tr o ller ,   s u ch   as  th e   MA MD ANI   ty p u s ed   as  a n   MPPT   alg o r ith m ,   in v o lv es  f o u r   k ey   s tep s f u zz if icatio n ,   r u le  d ef in itio n ,   f u zz y   in f e r en c e,   an d   d ef u zz if icatio n .   T h ese  s tep s   ar illu s tr ated   in   Fig u r 4 .           Fig u r 3 P& alg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f MP P T tec h n iq u es fo r   p h o t o vo lta ic  s ystem s :   … ( Mo h a med   E l H a f yd y )   693       Fig u r 4 .   C o n tr o s tr u ctu r o f   MPPT  FL       T h p r o p o s ed   f u zz y   MPPT  co n tr o ller   h as  two   in p u ts   an d   o n o u tp u t.  T h two   in p u v a r ia b les  o f   th e   FLC  ar th er r o r   ( e)   an d   th ch an g in   er r o r   ( ∆e )   m ea s u r ed   at  ea ch   s am p lin g   s tep ,   wh ile  th o u tp u v ar iab le   (∆ )   r ep r esen ts   th in cr em en o f   th d u ty   cy cle.   T h two   i n p u ts   an d   ∆e   ar e   d ef in e d   as f o l lo ws:     e = Vpv Ip v Ipv + Vpv   (2 2 )     e = e ( n ) e ( n 1 )   (2 3 )     w h er ∆V p v   a n d   I p v   ar r es p ec tiv ely   th v ar iatio n s   in   v o l tag an d   c u r r e n o f   th s o u r ce s   m ea s u r ed   at  two   s am p lin g   p er io d s   n   an d   n - 1 .   T h v alu o f   th er r o r   e( n )   ac tu ally   r ef lects  th s y s tem 's  r esp o n s in   th ' p er tu r b   an d   o b s er v e'   m eth o d ,   in d icati n g   h o f ar   it  is   to   th r ig h o r   lef o f   th o p tim al  v alu e.   T h v alu o f   Δ e( n )   d eter m in es th co n tr o l e f f o r t n ee d ed   to   r ea c h   th o p tim u m   in   f in ite  tim e.     2 . 3 . 3 .   S lid ing   m o de   co ntr o l   ( SM C)   Sli d in g   m o d co n tr o ( SMC )   is   n o n lin ea r   co n t r o ap p r o ac h   in itially   d esig n ed   f o r   s y s tem s   with   ch an g in g   s tr u ctu r es.  On o f   it s   k ey   s tr en g th s   is   its   ab ilit y   to   en s u r s tab ilit y   wh ile  r em ai n in g   h i g h ly   r o b u s t   ag ain s s ig n if ican v ar iatio n s   in   s y s tem   p ar am eter s   o r   e x ter n al  d is tu r b an ce s .   Un lik e   th cla s s ical  m eth o d   u s ed   in   s o m wo r k s   to   d ete r m in t h s lid in g   s u r f ac b y   ca lcu lati n g   s lid in g   c o ef f icien ts ,   th e   s lid in g   m o d c o n tr o l   co n ce p m o d ele d   in   th is   s tu d y   is   d esig n e d   t o   d r iv e   th s y s tem   to   o p er ate   at  th e   m a x im u m   p o wer   p o in t ,   m ea n in g   th at  t h s lid in g   s u r f a ce   is   eq u iv alen t to   th e   MPP  co n d itio n   [2 5 ].     T h f ir s s tep   in   d esig n in g   th co n tr o in v o lv es  s elec tin g   t h s lid in g   s u r f ac e .   T h is   s u r f a ce   ca n   b e   ch o s en   as  (2 4 ).     d P pv d I pv = d pv R pv d I pv = I pv ( 2R pv + I pv d R pv d I pv ) = 0   (2 4 )     Kn o win g   th at  th e   m ax im u m   p o wer   p o in ( MPP)   co n d itio n   is   g iv en   b y   (2 5 ).     d P pv d I pv = 0   (2 5 )     W h er e   R pv = V pv I pv   i s   th eq u iv alen lo ad   co n n ec ted   to   th PV  an d   I p v   i s   th PV  cu r r en t.   T h s o lu tio n   o f   ( 2 5 is 2R pv + I pv d R pv d I pv .   C o n s eq u en tly ,   th s lid in g   s u r f ac is   d ef in ed   as  (2 6 ).     S = 2R pv + I pv d R pv d I pv   ( 2 6 )     Fig u r 5   illu s tr ates  th P - c h ar ac ter is tics   an d   h o th e   MPP  s h if ts   alo n g   th e   s lid in g   s u r f ac e.   W h en   ex am in in g   th P - ch ar ac ter is tics   o f   th PV  p an el  u n d er   s p ec if ic  wea th er   co n d itio n s ,   Fig u r 6   ca n   b d iv id e d   in to   two   d is tin ct  zo n es,  s ep ar ated   b y   th m ax im u m   p o wer   p o in ( MPP) ,   wh er th s lo p o f   th cu r v is   ze r o   ( S=0 ) .   Z o n e   1   co r r esp o n d s   to   p o s itiv s lo p ( 0 ) ,   wh ile   zo n 2   c o r r esp o n d s   to   n e g a tiv s lo p ( 0 ) .   Fo r   in s tan ce ,   if   th e   o p er atin g   p o in t   is   to   th lef t   o f   th e   M PP ,   th co n t r o s h o u ld   m o v e   to war d   th e   s lid in g   s u r f ac b y   in cr ea s in g   th PV  v o ltag Vp v .   C o n v e r s ely ,   if   th o p er atin g   p o in is   to   th r ig h o f   th MPP,  th co n tr o s h o u ld   ad ju s to war d   th s lid in g   s u r f ac b y   d ec r ea s in g   Vp v .   T o   ac h iev th is ,   th e   s witch in g   co n tr o l   law  is   d ef in ed   b y   (2 7 ) .     α = { α + α if S > 0 α α if S < 0   (2 7 )     C o n s id er   tim e - d ep e n d en n o n lin ea r   s witch in g   s y s tem   d ef in ed   b y   ( 28 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 8 8 - 700   694   x ̇ ( t ) = g ( x ( t ) ) + φ ( x ( t ) ) . α eq   ( 28 )     T h eq u iv ale n t c o n tr o l is d eter m in ed   f r o m   ( 29 ) .     S ̇ = [ dS dx ] T X ̇ = [ dS dx ] T ( f ( X ) + g ( X ) ) α eq   ( 29 )     T h eq u iv ale n t c o n tr o l c an   b o b tain ed   f r o m   (3 0 ) .     α eq = [ dS dx ] T f ( X ) [ dS dx ] T g ( X ) = 1 V e V s   (3 0 )     T h L y ap u n o v   f u n ctio n   is   d ef i n ed   b y   (3 1 ) .     V = 1 2   (3 1 )     Fo r   th s u r f ac S=0   t o   b attr a ctiv e,   it is   s u f f icien t f o r   th e   d e r iv ativ with   r esp ec t to   to   b n eg ativ e.     V ̇ = S ̇ S ; S 0   (3 2 )     T o   f in d   th is   s lid in g   m o d e   ex is ten ce   th eo r em ,   we  ca lcu late  th d er iv ativ o f   th s u r f ac S.     S ̇ = [ dS dx ] T X ̇ = ( 3 d R pv d I pv + I pv ² R pv ² I pv ) X ̇   (3 3 )     T h eq u iv ale n t d u ty   cy cle  m u s t lie  in   0 < α eq < 1 T h r ea l c o n tr o l s i g n a α   is   p r o p o s ed   as   (3 4 ).     α = 1 if   α eq + k S 1     α = α eq + k S if   0 < eq + k S 1     α = 0 if   α eq + k S 0   (3 4 )           Fig u r 5 .   P - ch a r ac ter is tics           Fig u r e   6 .   I - V   an d   P - V   ch ar ac t er is tic  cu r v o f   t h s o lar   ce ll u n d er   f i x ed   ir r a d ian ce   an d     at  d if f er en t te m p er atu r es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f MP P T tec h n iq u es fo r   p h o t o vo lta ic  s ystem s :   … ( Mo h a med   E l H a f yd y )   695   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th s im u latio n   r esu lts   o f   th p r o p o s ed   MPPT  m eth o d   b ased   o n   FLC  an d   SMC .   T o   ev alu ate   th r o b u s tn ess   an d   r esp o n s s p ee d   o f   th c o n tr o ller s ,   th e   s im u latio n   i n v o lv es  v ar y in g   th e   ir r ad ian ce   o f   th PV  p an el  o v er   1 - s ec o n d   p er io d .   T h e   s im u latio n s   wer co n d u cted   u s in g   MA T L AB   Simu lin k .   W b eg i n   b y   p r esen tin g   th e   V - I   a n d   P - I   ch a r ac ter is tics   o f   th PV  m o d el  u s ed   in   th is   s tu d y .   T h e   ch ar ac ter is tic  cu r v es  o f   th p h o to v o ltaic  s y s tem   s h o th co r r elatio n   b etwe en   cu r r en an d   v o ltag e,   an d   b etwe en   p o wer   an d   v o ltag e.   T h ese  n o n lin ea r   cu r v es  d e p en d   o n   t h lev el   o f   s o lar   ir r ad ian ce   a n d   t h tem p er atu r o f   th ce ll.  Fig u r e   7   s h o ws  th I - c h ar ac ter is tic  cu r v o f   th s o lar   ce ll  u n d er   f ix ed   i r r ad ian ce   an d   at  d if f er e n tem p e r atu r es ,   an d   Fig u r 8   u n d er   f ix e d   te m p er atu r e   an d   at  d if f er en t   ir r ad ian ce .   T o   ev al u ate  th ef f ec tiv e n ess   o f   th e   p r o p o s ed   co n tr o tec h n iq u es   f o r   MPPT,   Fig u r 8   s h o ws  th e   ir r ad ian ce   p r o f ile   s u b jecte d   to   s u d d en   v ar iatio n s .   T h ir r ad ian ce   r ap id l y   ch an g es  b etwe en   1 0 0 0   W /m ²  an d   7 0 0   W /m ²,   wh ile  th tem p er atu r is   k ep t c o n s tan t a t   2 5   °C .           Fig u r e   7 .   I - V   an d   P - V   ch ar ac t er is tic  cu r v o f   t h s o lar   ce ll   u n d er   f i x ed   tem p e r atu r e   a n d   at  d if f er en t ir r ad ian ce           Fig u r e   8 .   I r r ad ia n ce   p r o f ile       Fig u r es  9   th r o u g h   13   p r o v id e   co m p r eh e n s iv ev alu atio n   o f   th MPPT  p er f o r m a n ce   ac r o s s   th r ee   m eth o d s P& O,   FLC,  an d   S MC.   Fig u r 9   illu s tr ates  th p h o to v o ltaic  s y s tem ' s   r esp o n s e   with o u an y   MPPT  r eg u latio n ,   r ev ea lin g   s ig n if i ca n d is cr ep an c y   b etwe en   t h ac tu al  p o wer   o u tp u an d   th p o ten tial  p o wer   t h at   co u ld   b ac h iev e d   u s in g   an   M PP T   co n tr o ller .   T h is   h ig h lig h ts   th s u b s tan tial  en er g y   lo s s es  d u t o   th lac k   o f   o p tim al  MPP  tr ac k in g .   Fig u r e s   10   to   12   s h o wca s th s y s te m s   p er f o r m a n ce   with   th P& O,   FLC,  an d   SM C   m eth o d s ,   r esp ec tiv ely .   T h P & m eth o d ,   as  d e p icted   in   Fig u r 10 ,   is   ch ar ac ter ized   b y   o s cillatio n s   ar o u n d   th e   MPP.  Du r in g   s u d d en   ch an g e s   in   ir r ad ian ce ,   th P& alg o r ith m   r e q u ir es  tim to   r ee s tab lis h   th MP P,   r esu ltin g   in   tem p o r ar y   p o we r   lo s s es.  T h ese   o s cillatio n s   a n d   d elay s   illu s tr ate  th m eth o d ' s   lim i tatio n s   i n   r esp o n s iv en ess   an d   ac cu r ac y   u n d er   d y n am ic  e n v ir o n m en tal  c o n d itio n s .   I n   co n tr ast,  Fig u r 11   s h o ws   th at  th FLC  m eth o d   p r o v i d es  ef f ec tiv an d   s tab le  tr ac k in g   o f   th m ax im u m   p o wer   p o in t,   d em o n s tr atin g   its   r o b u s tn ess   an d   a d ap tab ilit y   to   v a r y in g   co n d iti o n s .   Fin ally ,   Fig u r e   12   h ig h lig h ts   th SMC - b ased   MPPT  m eth o d ,   wh ich   ac h iev e s   p r ec is an d   ef f icien t   tr ac k in g   o f   t h MPP.  T h is   f ig u r u n d er s co r es  th s u p er io r   p er f o r m an ce   an d   r eliab ilit y   o f   SMC ,   p ar ticu lar ly   in   f lu ctu atin g   en v ir o n m en tal   co n d itio n s ,   o f f er in g   s ig n if ica n t a d v an ta g in   m ain tain i n g   o p tim al  p o wer   o u tp u t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 8 8 - 700   696         Fig u r 9 .   PV r esp o n s with o u t   MPPT     Fig u r 1 0 .   MPPT  with   P& O             Fig u r 1 1 .   MPPT  with   FLC     Fig u r 1 2 .   MPPT  with   SMC       Fig u r 13   p r esen ts   co m p ar i s o n   o f   th th r ee   MPPT  co n tr o m eth o d s   ap p lied   to   th p h o to v o ltaic  s y s tem .   T h ese  m eth o d s   wer ev alu ated   u n d er   ch a n g in   i r r ad ian ce   f r o m   1 0 0 0   W /m ²  to   8 0 0   W /m ².   I n   th e   tr an s ien r eg im e,   all  th r ee   m eth o d s   ex h ib it  s im ilar   r esp o n s tim es,  with   th SMC   m eth o d   s h o win g   s lig h ad v an tag i n   s p ee d   co m p ar e d   to   th P& an d   FLC  m eth o d s .   I n   th s tead y - s tate  r eg im e ,   all  th r ee   m eth o d s   ef f ec tiv ely   tr ac k   th d esire d   p o wer   r ef er en ce .   Ho wev er ,   n o tab le  d if f er e n ce   is   o b s er v ed   i n   th P& m eth o d ,   wh ich   ex h i b its   o s cillatio n s   ar o u n d   th e   r ef er e n ce   p o wer ,   wh ile  th FLC  an d   SMC   m eth o d s   m ain tain   a   s m o o th er   tr ac k i n g   p e r f o r m an c e.   T o   m o r p r ec is ely   ev alu ate   th q u ality   o f   ea c h   m et h o d ,   s ta tis tical  an aly s is   was  co n d u cted   u s in g   th m ea n   ab s o lu te  p er ce n ta g er r o r   ( MA PE) .   T h is   in d icato r   q u a n tifie s   th m ag n itu d o f   th e r r o r   as  p er ce n ta g e,   p r o v id i n g   a n   o b jectiv an d   c o m p ar ativ ass ess m en o f   t h e   p er f o r m an ce   o f   th d i f f er en t   m eth o d s   [ 2 5 ].   T h e   ca lcu latio n   o f   th is   in d ex   is   b as ed   o n   t h r elativ er r o r   e q u ati o n   in   ( 35 ).     M A PE = 1 N | P o u t P r ef P o u t | N t 0 100   ( 35 )     Fu r th er m o r e ,   to   d eter m in th ef f icien cy   o f   ea ch   MPPT  co n tr o ller   in   ter m s   o f   p o wer ,   th ef f icien cy   is   ca lcu lated   r elativ t o   th e   m a x im u m   p o wer   th at  a   PV  s y s tem   co u l d   th e o r etica lly   p r o d u ce .   T h is   ef f icien cy ,   d en o ted   as η _ MPPT,   is   d ef in e d   as  ( 36 ).     η MPP T = P o u t ( t ) dt t 0 P m ax ( t ) dt t 0   ( 36 )     T h r esu lts   o f   th s tatis t ical  an aly s is   co n f ir m ed   th at  th MPPT  co n tr o ller   b ased   o n   s lid in g   m o d e   co n tr o is   m o r ac cu r ate  ( MA PE  2 . 6 4 %)  co m p ar e d   to   th co n tr o ller   b ased   o n   th P& alg o r ith m   ( MA PE  1 1 . 2 5 %)  an d   FLC  ( MA PE  =   3 . 1 %).   T ab le  2   p r esen ts   th ef f icien cy   an d   MA PE  o f   ea c h   m ax im u m   p o wer   p o in tr ac k in g   ( MPPT)   tech n i q u f o r   th p r o p o s ed   p h o t o v o l taic  s y s tem th MPPT  b ased   o n   th P& m eth o d   an d   th MPPT  b ased   o n   FL C   an d   SM C .   T h r esu lts   clea r ly   in d icate   th at  th SMC - b a s ed   MPPT  ac h iev es     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f MP P T tec h n iq u es fo r   p h o t o vo lta ic  s ystem s :   … ( Mo h a med   E l H a f yd y )   697   h ig h er   ef f icien cy   ( η _ MPPT  9 8 . 1 1 %)  co m p ar ed   to   th P& O - b ased   MPPT  ( η _ MP PT  =   9 2 . 8 3 %)  an d   FLC   ( η _ MPPT  9 5 . 3 2 %).   T h is   m ea n s   th at  SMC   is   m o r ef f ec tiv at  ex tr ac tin g   t h m ax im u m   p o wer   f r o m   t h e   s o lar   s y s tem ,   allo win g   f o r   b etter   u tili za tio n   o f   r en ewa b le  en er g y   r eso u r ce s   an d   m o r o p tim al   en er g y   p r o d u ctio n .   T h s u p er i o r   p e r f o r m an ce   o f   SMC   in   ter m s   o f   ef f icien cy   i n d icate s   th at  it  c an   m o r e   ac cu r ately   tr ac k   th m ax im u m   p o wer   p o i n t o f   th p h o t o v o ltaic  s y s tem .           Fig u r 1 3 .   C o m p ar is o n   o f   th th r ee   MPPT  co n tr o l m et h o d s       T ab le  2 .   MA PE  an d   th ef f icie n cy   o f   ea ch   MPPT   C o n t r o l   m e t h o d   M A P E   Ef f i c i e n c y   P &O   1 1 . 2 5 %   9 2 . 8 3 %   F LC   3 . 1 %   9 5 . 3 2 %   S M C   2 . 6 4 %   9 8 . 1 1 %       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r o v i d es  th o r o u g h   ev alu atio n   o f   th r ee   MPPT   tech n iq u es :   p er tu r b   an d   o b s e r v ( P& O) ,   f u zz y   lo g ic  co n tr o ( FLC),   an d   s lid in g   m o d co n t r o ( SMC )   f o r   o p tim izin g   p h o to v o ltaic  s y s tem   p er f o r m an ce .   W h ile  all  th r ee   m eth o d s   d em o n s tr ated   th e   ab ilit y   to   ef f ec ti v ely   tr ac k   th m ax im u m   p o w er   p o i n t,  th e   SMC - b ased   MPPT  m eth o d   clea r ly   d is tin g u is h ed   its elf   with   s u p er io r   ac c u r ac y   an d   ef f icien cy .   T h is   en h an ce d   p er f o r m an ce   s u g g ests   th at  SMC   o f f er s   m o r r eliab le  an d   r o b u s s o lu tio n   u n d e r   v ar y in g   en v i r o n m e n tal   co n d itio n s ,   m ak in g   it  h ig h ly   ef f ec tiv ap p r o a ch   f o r   im p r o v in g   th ef f icien c y   an d   s tab ilit y   o f   p h o to v o ltaic  en er g y   s y s tem s .   T h r esu lts   o f   th is   s tu d y   h ig h lig h t th p o ten t ial  o f   SMC   a s   lead in g   ch o ic f o r   ad v an ci n g   th p er f o r m an ce   o f   r e n ewa b le  e n er g y   tech n o lo g ies,  p ar ticu lar l y   in   a p p licatio n s   wh er e   en v ir o n m en tal  c o n d itio n s   ar u n p r ed ictab le  an d   r ap i d ly   ch an g in g .       ACK NO WL E DG M E N T   Au th o r s   m ay   ac k n o wled g e   a n y   p er s o n ,   in s titu tio n ,   o r   d e p ar tm en th at  s u p p o r ted   t o   a n y   p ar o f     th s tu d y .       F UNDING   I NF O R M A T I O   T h au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv e d .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.