Ανάλυση λειτουργίας φωτοβολταϊκών πλαισίων άμορφου πυριτίου υπο συνθήκες μερικής σκίασης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του φαινομένου της μερικής σκίασης των φωτοβολταϊκών πλαισίων άμορφου πυριτίου. Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε ένα μοντέλο περιγραφής της ηλεκτρικής απόκρισης των Φ/Β πλαισίων στο υπολογιστικό περιβάλλον της γλώσσας προγραμματισμού Matlab. Το μοντέλο δέχεται σαν εισόδους τα χαρακτηριστικά της δομής του εκάστοτε πλαισίου και τις αντίστοιχες παραμέτρους του ηλεκτρικού ισοδύναμου κυκλώματος κάθε Φ/Β κυψέλης, οι οποίες εξήχθησαν με προσαρμογή σε πειραματικά δεδομένα. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας το προτεινόμενο μοντέλο, μελετήθηκε η λειτουργία των Φ/Β πλαισίων άμορφου πυριτίου, μιας στοιχειοσειράς και έξι παράλληλων στοιχειοσειρών, για διάφορα ρεαλιστικά σενάρια σκίασης. Τέλος διενεργήθηκαν μετρήσεις σε δύο φωτοβολταϊκά πλαίσια, αντίστοιχων δομών, υπό συνθήκες μερικής σκίασης, οι οποίες παρουσιάζουν πολύ ικανοποιητική σύγκλιση με τα αποτελέσματα των αντίστοιχων προσομοιώσεων του μοντέλου, επιβεβαιώνοντας έτσι την ισχύ του.

The aim of this Thesis is to study the effects of partial shading on amorphous silicon PV modules. To accomplish that, a model describing the electrical response of a PV module has been created, using the Matlab computational environment programming language. The model takes as inputs the characteristics of the structure of each module and the corresponding parameters of the electrical equivalent circuit of each PV cell, which were extracted using curve fitting on measurements. Furthermore, given the proposed model, the operation of both single-string and multi-string structures of PV module are analyzed, under typical scenarios of partial shading. Finally, the validation of the model has been made via measurements, by monitoring the performance of the two aforementioned types of PV modules under partial shading conditions. The results show very good convergence of simulations and measurements.