SIMULATION OF THE INFLUENCE OF IRRADIATION INHOMOGENEITY ALONG THE RECEIVING SURFACE ON PHOTOELECTRIC PANEL PARAMETERS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.1.3

Keywords:

photovoltaic panel, photovoltaic cell, radiation flux, inhomogeneity, single-diode equivalent circuit, electrical parameters, simulation, MATLAB/Simulink

Abstract

When evaluating the photovoltaic systems energy yield, it is important to take into account the inhomogeneity in distribution of the light along the solar panels receiving surface. Specialized software used today is capable of correctly simulating the solar power plant energy performance in a typical year, taking into account the shading of the solar field by surrounding macro-objects. At the same time, local shading caused by the presence of extraneous objects or contaminations on the receiving surface of the panel are not taken into account. In this paper a block model of a photovoltaic panel which allows taking into account the influence of local shading on the panel generation is presented. The influence of inhomogeneity of the solar radiation flux along the receiving surface on the solar panel electrical parameters is simulated using MATLAB/Simulink environment. It is shown that in the case of panel with serial connected solar cells the solar radiation inhomogeneity can significantly reduce the output electric power, since the shaded solar cells block the current in the electric circuit, and bypass diodes must be used to avoid such blocking. In contrast to the series connection, in the case of solar panel with mixed series-parallel wiring of solar cells complete shading of a cell in one of the parallel lines does not cause critical fall in the electrical energy generation. Thus, if the panel contains two parallel lines, the complete shading of a cell in one of the lines reduces the generated power by half compared to the unshaded case. As the solar cell shading decreases, the current in the shaded line grows that leads to increases of the total current of panel, and electricity generation of panel rises. Obtained results are correlated with general theoretical concepts and regularities described in literary sources.

References

Фолькер К. Системы возобновляемых источников энергии / К. Фолькер. Астана: Фолиант, 2013. 432 с.

System Advisor Model (SAM) [Електронний ресурс] / NREL [Сайт]. Режим доступу: https://sam.nrel.gov/(дата звернення: 24.05.23). Назва з екрану.

PV*SOL premium [Електронний ресурс] / VALENTIN software [Сайт]. Режим доступу: https://valentinsoftware.com/en/products/pvsol-premium/ (дата звернення: 24.05.23). – Назва з екрану.

Андронова О.В. Моделювання роботи фотоелектричних панелей з використанням середовища MATLAB/Simulink / О.В. Андронова, В.В. Курак, Н.Л. Дон. Вісник ХНТУ. 2021. № 3(78). С. 11-19. DOI: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2021.3.1

Курак В.В. Моделювання впливу інтенсивності сонячного опромінення на параметри фотоелектричної панелі / В.В. Курак, М.О. Мельник. Матеріали Х Всеукраїнської науково-практичної конференції здобувачів вищої освіти та молодих вчених з автоматичного управління присвяченої Дню ракетно-космічної галузі України: Збірник наукових праць, 12 квітня 2023 р., Херсон-Хмельницький / Херсонський нац. техн. ун-т [та ін.]. ХерсонХмельницький: Видавництво ФОП Вишемирський В.С., 2023. С. 117-119.

Курак В.В. Експериментальне визначення потоку сонячного випромінювання із застосуванням паспортних параметрів модуля фотоелектричних перетворювачів/ В.В. Курак, О.В. Андронова. Вісник ХНТУ. 2021. № 1(76). С. 35-42. DOI: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2021.1.4

LG290N1C-G3. Product Specifications [Electronic resource]. Режим доступу: https://eclass.duth.gr/modules/(дата звернення: 4.11.20). Назва з екрану.

Published

2023-06-28