Design and Simulation of an IFOC Based Solar Water Pumping System with MPPT Control

Abstract

This work presents the modeling and simulation of a standalone solar-powered water pumping system. The proposed system consists of a photovoltaic (PV) array, a DC-DC boost converter, a voltage source inverter (VSI), a three-phase induction motor, and a centrifugal pump. To maximize the utilization of solar energy, a Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique based on the Perturb and Observe (P&O) algorithm is implemented. In addition, an Indirect Field Oriented Control (IFOC) strategy is employed to ensure accurate control of the speed and torque of the induction motor. The overall system is modeled and simulated using MATLAB/Simulink. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed control strategies in improving energy utilization, ensuring stable operation, and enhancing the dynamic performance of the water pumping system. The obtained results confirm the suitability of the proposed solution for water pumping applications in remote and off-grid areas. يتناول هذا العمل نمذجة ومحاكاة نظام مستقل لضخ المياه يعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية .يتكون النظام من مولد شمسي، ومحول رافع للجهد) ، (Boostوعاكس جهد) ، (VSIومحرك حثي ثلثي الطور، ومضخة طرد مركزي .تم اعتماد تقنية تتبع نقطة القدرة العظمى ) (MPPTالمعتمدة على خوارزمية الضطراب والملحظة ) (P&Oلتعظيم القدرة المستخرجة من المصفوفة الشمسية، كما تم استخدام تقنية التحكم غير المباشر الموجه بالمجال ) (IFOCللتحكم في سرعة وعزم المحرك .أظهرت نتائج المحاكاة باستخدام MATLAB/Simulinkفعالية النظام المقترح وكفاءته في تطبيقات ضخ المياه بالمناطق النائية