Προσδιορισμός παραμέτρων γήρανσης φωτοβολταϊκών στοιχείων

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της συμπεριφοράς ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου μονοκρυσταλλικού πυριτίου υπό διαφορετικές συνθήκες ώστε να προσδιορίσουμε που οφείλεται η χαμηλότερη απόδοσή του. Συγκεκριμένα παρατηρούμε πως μεταβάλλεται η χαρακτηριστική ρεύματος - τάσης (I-V) του φωτοβολταϊκού πλαισίου υπό διαφορετικές τιμές έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας, υπό ποσοστιαία σκίαση, υπό μερική σκίαση με αφαίρεση των παρακαμπτήριων διόδων, με ένα σκιασμένο φωτοβολταϊκό στοιχείο σε μία ή περισσότερες στήλες και με ένα ή περισσότερα σκιασμένα φωτοβολταϊκά στοιχεία στην ίδια στήλη. Στο 1ο κεφάλαιο περιγράφεται η χρήση της ηλιακής ενέργειας και πως αυτή μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Στο 2ο κεφάλαιο αναλύεται η δομή του φωτοβολταϊκού πλαισίου, οι συνδέσεις και τα είδη φωτοβολταϊκών στοιχείων. Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται ανάλυση των ισοδύναμων κυκλωμάτων των φωτοβολταϊκών στοιχείων και των παραγόντων που επηρεάζουν την χαρακτηριστική καμπύλη I-V. Στο 4ο κεφάλαιο αναφερόμαστε στο βαθμό απόδοσης και στους παράγοντες που το επηρεάζουν. Στο 5ο κεφάλαιο αναλύεται το φαινόμενο της μερικής σκίασης και η συμπεριφορά του φωτοβολταϊκού πλαισίου υπό της συνθήκες αυτής. Στο 6ο κεφάλαιο περιγράφεται το πειραματικό μέρος και συγκεκριμένα τα όργανα μέτρησης τα οποία χρησιμοποιήθηκαν, οι συνθήκες μετρήσεων, παρουσιάζονται οι πίνακες τιμών, οι χαρακτηριστικές καμπύλες και τα συμπεράσματα για κάθε μέτρηση.

This diploma thesis attempts to consult the behavior of a single crystal silicon photovoltaic panel under different conditions, in order to define the reasons of its lower efficiency. In particular, we observe how the photovoltaic panel’s current – voltage diagram (I-V) change, under different solar-radiation values in percentage shading and in partial shading, removing the bypass diodes, with one shaded PV cell at one or more columns and one or more shaded cells at one column In the first chapter, we describe the use of solar energy and the way of its conversion into electric energy. In the second chapter, we analyze the structure of the PV panel, the connections and the kinds of PV cells. In the third chapter, we have the analysis of the equivalent circuits of PV cells and the factors which affect the I-V diagram. In the forth chapter, we refer to the efficiency and the factors which affect it. In the fifth chapter, we analyze the phenomenon of partial shading and the behavior of PV panel under these conditions. In the sixth chapter we describe the experimental part. Particularly, we refer the measurements instruments that we used and the measurements conditions. We also, present tables of numeric values, diagrams and the conclusions of each measurement.