Published November 2, 2015
| Version v1
Publication
Open
Matlab/Simulink Based Modeling to Study Effect of Partial Shadow on Solar Photovoltaic Array
Description
Solar module is considered as fundamental power transformation unit of Photovoltaic (PV) generation system. The performance of a PV array strongly depends on operating environmental conditions such as operating temperature, solar insolation, shading array configuration. Often PV arrays get shadowed fully or partially by passing cloud, building, poles, trees, etc. Under such partial shading conditions, the operation of PV arrays get more complicated with more than one peak and it is very important to predict the characteristics to obtain possible maximum power. Furthermore, the mismatch losses and hotspot effects caused by partially shading cannot only affect the output power of solar system also can bring security and reliability problem. However, it is quite expensive and takes much time to get operating output characteristics of PV arrays under non uniform working conditions. Therefore, it is necessary to have a simulation model to study the effect of partial shading on solar PV arrays' working characteristics. A 100 W solar panel is used as reference. The study also focuses on position of output peak power with varying location of shaded modules, different levels of solar irradiation as well as role of bypass diodes in this system. The I–V and P–V output curves of the solar PV arrays under partially shading conditions are given. The simulation results indicate that the higher number of shaded solar modules is, the lower value of power output is and the position of maximum power point does not depend on location of modules under shadow. The paper provides an easy method to study the response of solar PV arrays under non uniform working conditions: partial shadow. In addition, the following points were also investigated:
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتبر الوحدة الشمسية وحدة أساسية لتحويل الطاقة لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية (PV). يعتمد أداء المصفوفة الكهروضوئية بشدة على الظروف البيئية للتشغيل مثل درجة حرارة التشغيل والتشميس الشمسي وتكوين مصفوفة التظليل. غالبًا ما يتم تعقب المصفوفات الكهروضوئية كليًا أو جزئيًا عن طريق تمرير السحابة والمبنى والأعمدة والأشجار وما إلى ذلك. في ظل ظروف التظليل الجزئي هذه، يصبح تشغيل المصفوفات الكهروضوئية أكثر تعقيدًا مع أكثر من قمة واحدة ومن المهم جدًا التنبؤ بالخصائص للحصول على أقصى طاقة ممكنة. علاوة على ذلك، فإن خسائر عدم التطابق وتأثيرات النقاط الساخنة الناجمة عن التظليل الجزئي لا يمكن أن تؤثر فقط على طاقة خرج النظام الشمسي كما يمكن أن تجلب مشكلة الأمن والموثوقية. ومع ذلك، فهي مكلفة للغاية وتستغرق الكثير من الوقت للحصول على خصائص خرج التشغيل للمصفوفات الكهروضوئية في ظل ظروف عمل غير موحدة. لذلك، من الضروري وجود نموذج محاكاة لدراسة تأثير التظليل الجزئي على خصائص عمل المصفوفات الكهروضوئية الشمسية. يتم استخدام لوحة شمسية بقدرة 100 واط كمرجع. تركز الدراسة أيضًا على موضع طاقة ذروة الخرج مع موقع مختلف للوحدات المظللة، ومستويات مختلفة من الإشعاع الشمسي بالإضافة إلى دور الصمامات الثنائية الالتفافية في هذا النظام. يتم إعطاء منحنيات خرج I - V و P - V للمصفوفات الكهروضوئية الشمسية في ظل ظروف التظليل الجزئي. تشير نتائج المحاكاة إلى أنه كلما زاد عدد الوحدات الشمسية المظللة، انخفضت قيمة خرج الطاقة ولا يعتمد موضع نقطة الطاقة القصوى على موقع الوحدات تحت الظل. توفر الورقة طريقة سهلة لدراسة استجابة المصفوفات الكهروضوئية الشمسية في ظل ظروف عمل غير موحدة: الظل الجزئي. بالإضافة إلى ذلك، تم التحقيق في النقاط التالية:Translated Description (French)
Le module solaire est considéré comme une unité de transformation d'énergie fondamentale du système de production photovoltaïque (PV). La performance d'un réseau photovoltaïque dépend fortement des conditions environnementales de fonctionnement telles que la température de fonctionnement, l'insolation solaire, la configuration du réseau d'ombrage. Souvent, les réseaux photovoltaïques sont totalement ou partiellement ombragés par le passage de nuages, de bâtiments, de poteaux, d'arbres, etc. Dans de telles conditions d'ombrage partiel, le fonctionnement des réseaux photovoltaïques se complique avec plus d'un pic et il est très important de prédire les caractéristiques pour obtenir une puissance maximale possible. En outre, les pertes d'inadéquation et les effets de point chaud causés par un ombrage partiel peuvent non seulement affecter la puissance de sortie du système solaire, mais également poser des problèmes de sécurité et de fiabilité. Cependant, il est assez coûteux et prend beaucoup de temps pour obtenir les caractéristiques de sortie de fonctionnement des panneaux photovoltaïques dans des conditions de travail non uniformes. Par conséquent, il est nécessaire d'avoir un modèle de simulation pour étudier l'effet de l'ombrage partiel sur les caractéristiques de fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques. Un panneau solaire de 100 W est utilisé comme référence. L'étude se concentre également sur la position de la puissance de crête de sortie avec l'emplacement variable des modules ombragés, différents niveaux d'irradiation solaire ainsi que le rôle des diodes de dérivation dans ce système. Les courbes de sortie I–V et P–V des panneaux photovoltaïques solaires dans des conditions d'ombrage partiel sont données. Les résultats de la simulation indiquent que plus le nombre de modules solaires ombragés est élevé, plus la valeur de la puissance de sortie est faible et plus la position du point de puissance maximale ne dépend pas de l'emplacement des modules à l'ombre. L'article fournit une méthode facile pour étudier la réponse des panneaux solaires photovoltaïques dans des conditions de travail non uniformes : ombre partielle. En outre, les points suivants ont également été étudiés :Translated Description (Spanish)
El módulo solar se considera como unidad fundamental de transformación de energía del sistema de generación fotovoltaica (PV). El rendimiento de una matriz fotovoltaica depende en gran medida de las condiciones ambientales de funcionamiento, como la temperatura de funcionamiento, la insolación solar y la configuración de la matriz de sombreado. A menudo, las matrices fotovoltaicas se sombrean total o parcialmente al pasar nubes, edificios, postes, árboles, etc. En tales condiciones de sombreado parcial, el funcionamiento de los paneles fotovoltaicos se complica con más de un pico y es muy importante predecir las características para obtener la máxima potencia posible. Además, las pérdidas de desajuste y los efectos de punto de acceso causados por el sombreado parcial no solo pueden afectar la potencia de salida del sistema solar, sino que también pueden traer problemas de seguridad y confiabilidad. Sin embargo, es bastante caro y lleva mucho tiempo obtener las características de salida operativa de las matrices fotovoltaicas en condiciones de trabajo no uniformes. Por lo tanto, es necesario contar con un modelo de simulación para estudiar el efecto del sombreado parcial en las características de trabajo de los paneles solares fotovoltaicos. Se utiliza como referencia un panel solar de 100 W. El estudio también se centra en la posición de la potencia máxima de salida con una ubicación variable de los módulos sombreados, diferentes niveles de irradiación solar, así como el papel de los diodos de derivación en este sistema. Se dan las curvas de salida I–V y P–V de los paneles solares fotovoltaicos en condiciones de sombra parcial. Los resultados de la simulación indican que cuanto mayor es el número de módulos solares sombreados, menor es el valor de la potencia de salida y la posición del punto de máxima potencia no depende de la ubicación de los módulos bajo la sombra. El documento proporciona un método fácil para estudiar la respuesta de los paneles solares fotovoltaicos en condiciones de trabajo no uniformes: sombra parcial. Además, también se investigaron los siguientes puntos:Files
s40068-015-0042-1.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:829fc9504154a3600f7f36a0161150bc
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النمذجة القائمة على Matlab/Simulink لدراسة تأثير الظل الجزئي على الصفيف الكهروضوئي الشمسي
- Translated title (French)
- Modélisation basée sur Matlab/Simulink pour étudier l'effet de l'ombre partielle sur le réseau photovoltaïque solaire
- Translated title (Spanish)
- Modelado basado en Matlab/Simulink para estudiar el efecto de la sombra parcial en la matriz solar fotovoltaica
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1909260499
- DOI
- 10.1186/s40068-015-0042-1
References
- https://openalex.org/W1993905884
- https://openalex.org/W2076190193