Визначення параметрів схем заміщення сонячних панелей за експериментальними даними

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Вадим Ігорович Мартинюк
к.т.н. доц. Катерина Сергіївна Клен
д.т.н. проф. Валерій Якович Жуйков

Анотація

В статті розглянуто методику знаходження параметрів еквівалентних схема заміщення сонячних панелей за допомогою даних, які надаються виробниками. Для вирішення трансцендентного рівняння, яке описує вихідну характеристику сонячних елементів, використовується метод простої ітерації, збіжність якого забезпечується використанням методу релаксації. Розроблена методика моделювання вольт-амперних характеристик застосована для одно- та двохдіодної схем заміщення сонячних панелей. Порівняльний аналіз показав, що однодіодна схема є більш актуальною, оскільки при її використанні спрощуються розрахунки та відпадає потреба в ряді припущень зі збереженням достатньої точності. Проведено порівняльний аналіз розробленої методики з існуючими і показано, що запропонована методика забезпечує найкращу точність апроксимації. При цьому для полікристалічних панелей похибка апроксимації збільшується через збільшене значення коефіцієнту ідеальності для даної технології виготовлення сонячних елементів.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Мартинюк, В. І., Клен, К. С., & Жуйков, В. Я. (2021). Визначення параметрів схем заміщення сонячних панелей за експериментальними даними. Мікросистеми, Електроніка та Акустика, 237316–1 . https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.237316
Розділ
Електронні системи та сигнали
Біографія автора

Вадим Ігорович Мартинюк, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського",National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” ,National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Аспірант кафедри Електронних пристроїв та систем

Посилання

D. Maradin, “Advantages and disadvantages of renewable energy,” Int. J. Energy Econ. Policy, vol. 11, no. 3, 2021, DOI: https://doi.org/10.32479/ijeep.11027.

M. Boxwell, “Solar Electricity Handbook: A Simple, Practical Guide to Solar Energy-Designing and Installing Photovoltaic Solar Electric Systems,” 2009.

I. Pvps, “2016 SNAPSHOT OF GLOBAL PHOTOVOLTAIC MARKETS.” 2016.

D. P. Hohm and M. E. Ropp, “Comparative study of maximum power point tracking algorithms,” Prog. Photovoltaics Res. Appl., vol. 11, no. 1, pp. 47–62, Jan. 2003, DOI: https://doi.org/10.1002/pip.459.

M. Wolf, “New developments in silicon photovoltaic devices,” J. Br. Inst. Radio Eng., vol. 18, no. 10, p. 583–594(11), 1958, URL: https://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/jbire.1958.0062.

D. Bickler, “The simulation of solar radiation,” Sol. Energy, vol. 6, no. 2, pp. 64–68, 1962, DOI: https://doi.org/10.1016/0038-092X(62)90006-3.

H. ~Y. Tada and J. Carter J.~R., Solar cell radiation handbook. 1977.

H. Rauschenbach, “Electrical output of shadowed solar arrays,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 18, no. 8, pp. 483–490, 1971. DOI: https://doi.org/10.1109/T-ED.1971.17231

L. A. Mallette and R. L. Phillips, “Modeling solar cells for use as optical detectors: background illumination effects,” Appl. Opt., vol. 17, no. 11, pp. 1786–1788, 1978, DOI: https://doi.org/10.1364/AO.17.001786.

J.-P. Charles, G. Bordure, A. Khoury, and P. Mialhe, “Consistency of the double exponential model with physical mechanisms of conduction for a solar cell under illumination,” J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 18, no. 11, pp. 2261–2268, 1985, DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/18/11/015.

D. S. H. Chan and J. C. H. Phang, “Analytical methods for the extraction of solar-cell single- and double-diode model parameters from I-V characteristics,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 34, no. 2, pp. 286–293, 1987, DOI: https://doi.org/10.1109/T-ED.1987.22920.

A. Polman, W. G. J. H. M. Van Sark, W. Sinke, and F. W. Saris, “A new method for the evaluation of solar cell parameters,” Sol. Cells, vol. 17, no. 2, pp. 241–251, 1986, DOI: https://doi.org/10.1016/0379-6787(86)90015-3.

V. Tamrakar, S. C. Gupta, and Y. Sawle, “Single-Diode Pv Cell Modeling And Study Of Characteristics Of Single And Two-Diode Equivalent Circuit,” Electr. Electron. Eng. An Int. J., vol. 4, pp. 13–24, 2015, DOI: https://doi.org/10.14810/elelij.2015.4302.

S. Lineykin, M. Averbukh, and A. Kuperman, “Five-parameter model of photovoltaic cell based on STC data and dimensionless,” in 2012 IEEE 27th Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel, 2012, pp. 1–5, DOI: https://doi.org/10.1109/EEEI.2012.6377079.

S. Pindado and J. Cubas, “Simple mathematical approach to solar cell/panel behavior based on datasheet information,” Renew. Energy, vol. 103, pp. 729–738, 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.11.007.

N. Yıldıran and E. Tacer, “Identification of photovoltaic cell single diode discrete model parameters based on datasheet values,” Sol. Energy, vol. 127, pp. 175–183, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.01.024.

Maouhoub Noureddine, “Analytical Identification Method for the Single Diode Model Parameters of a Photovoltaic Panel using Datasheet Values,” Журнал нано- та електронної фізики (Journal nano- Electron. physics), 2017, URL: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/65994.

V. Khanna, B. K. Das, D. Bisht, Vandana, and P. K. Singh, “A three diode model for industrial solar cells and estimation of solar cell parameters using PSO algorithm,” Renew. Energy, vol. 78, pp. 105–113, 2015, DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.12.072.

T. Ahmad, S. Sobhan, and F. Nayan, “Comparative Analysis between Single Diode and Double Diode Model of PV Cell: Concentrate Different Parameters Effect on Its Efficiency,” J. Power Energy Eng., vol. 04, pp. 31–46, 2016, DOI: https://doi.org/10.4236/jpee.2016.43004.

L. Duan et al., “Relationship Between the Diode Ideality Factor and the Carrier Recombination Resistance in Organic Solar Cells,” IEEE J. Photovoltaics, vol. 8, pp. 1701–1709, 2018, DOI: https://doi.org/10.1109/jphotov.2018.2870722.

A. Jain and A. Kapoor, “A new method to determine the diode ideality factor of real solar cell using Lambert W-function,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 85, no. 3, pp. 391–396, 2005, DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2004.05.022.

H. Bayhan and M. Bayhan, “A simple approach to determine the solar cell diode ideality factor under illumination,” Sol. Energy - Sol. ENERG, vol. 85, pp. 769–775, 2011, DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.01.009.

A. Luque and S. Hegedus, “Handbook of Photovoltaic Science and Engineering,” John Wiley Sons, Ltd, pp. 92–100, 2003.

J. Nelson, The Physics of Solar Cells. PUBLISHED BY IMPERIAL COLLEGE PRESS AND DISTRIBUTED BY WORLD SCIENTIFIC PUBLISHING CO., 2003, URL: https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/p276.

K. Ishaque, Z. Salam, and Syafaruddin, “A comprehensive MATLAB Simulink PV system simulator with partial shading capability based on two-diode model,” Sol. Energy, vol. 85, no. 9, pp. 2217–2227, 2011, DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.06.008.

J. D. Hoffman, J. D. Hoffman, and S. Frankel, Numerical Methods for Engineers and Scientists. CRC Press, 2018, ISBN: 9781315274508.

S. Butenko and P. M. Pardalos, Numerical Methods and Optimization. Chapman and Hall/CRC, 2014, ISBN: 9781466577787.

P. Salinas, D. Pavlidis, Z. Xie, A. Adam, C. C. Pain, and M. D. Jackson, “Improving the convergence behaviour of a fixed-point-iteration solver for multiphase flow in porous media,” Int. J. Numer. Methods Fluids, vol. 84, no. 8, pp. 466–476, 2017, DOI: https://doi.org/10.1002/fld.4357.

I. Nassar-eddine, A. Obbadi, Y. Errami, A. El fajri, and M. Agunaou, “Parameter estimation of photovoltaic modules using iterative method and the Lambert W function: A comparative study,” Energy Convers. Manag., vol. 119, pp. 37–48, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.04.030.

“KC200GT Specifications.” [Online]. Available: https://www.energymatters.com.au/images/kyocera/KC200GT.pdf.

“Merbenit ST40. Technical data sheet.” [Online]. Available: https://www.ulbrich.cz/chemical-technical-products/TDS_MERBENIT_ST_40_eng.pdf.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають