МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ НЕОДНОРІДНОСТІ ОПРОМІНЕННЯ ПРИЙМАЛЬНОЇ ПОВЕРХНІ НА ПАРАМЕТРИ ФОТОЕЛЕКТРИЧНОЇ ПАНЕЛІ

Анотація

При оцінці вироблення енергії фотоелектричними системами важливо враховувати неоднорідність розподілу світлового потоку, що надходить до приймальної поверхні сонячних панелей. Спеціалізоване програмне забезпечення, що використовується на сьогоднішній день, здатне коректно змоделювати енергетичні показники сонячної електростанції в розрізі типового року з урахуванням затінення геліополя оточуючими макрооб’єктами. В той же час, локальні затінення, обумовлені наявністю на приймальній поверхні панелі сторонніх об’єктів або забруднень, до уваги не приймаються. В даній роботі представлено блочну модель фотоелектричної панелі, що дозволяє врахувати вплив локальних затінень на генерацію енергії панеллю. В середовищі MATLAB/Simulink проведено моделювання впливу неоднорідності у надходженні потоку сонячного випромінювання до приймальної поверхні на електричні параметри сонячної панелі. Показано, що при послідовній комутації фотоелектричних перетворювачів у панелі неоднорідність опромінення приймальної поверхні здатна суттєво зменшити вихідну електричну потужність, оскільки затінені сонячні елементи блокують струм в електричному колі, а для уникнення такого блокування необхідно застосовувати байпас-діоди. На відміну від випадку послідовного з’єднання, при послідовно-паралельній комутації фотоелектричних перетворювачів навіть повне затінення сонячного елемента в одній із паралельних гілок не спричиняє критичних наслідків щодо генерації електричної енергії сонячною панеллю. Так, при наявності у складі панелі двох паралельних гілок повне затіненні фотоелектричного перетворювача в одній із них зменшує генеровану потужність удвічі в порівнянні з незатіненим випадком. По мірі зменшення затінення фотоелектричного перетворювача зростає струм в гілці, загальний струм панелі збільшується, а відповідно зростає і генерована електрична потужність. Отримані результати корелюють із загальними теоретичними уявленнями та описаними в літературних джерелах закономірностями.