Анализ энергетических характеристик солнечных батарей при частичном затенении, Analyzing the power performance characteristics of partially shaded photovoltaic arrays
| Parent link: | Электричество.— , 1886- № 9.— 2022.— [С. 13-21] |
|---|---|
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | , , , |
| Summary: | Заглавие с экрана Самым динамично развивающимся сегментом рынка солнечной энергетики в настоящее время являются BIPV (Building integrated photovoltaic) системы, которые представляют собой солнечные панели, интегрированные в ограждающие конструкции зданий: окна, кровля, фасады. Особенностью BIPV-систем является неоптимальная ориентация в пространстве солнечных панелей, что обусловливает существенные потери энергии при их частичном затенении. Тщательный анализ энергетических характеристик фотоэлектрических преобразователей является необходимым фундаментом для разработки новых и совершенствования известных технических решений по повышению эффективности солнечных батарей, работающих в условиях частичного затенения. Представлена математическая модель фотоэлектрического преобразователя, реализованная в MatLab/Simulink, обеспечивающая возможность исследования энергетических характеристик фотоэлектрических модулей различных типов, используя в качестве исходных данных только техническую спецификацию от производителя. Представлены результаты анализа энергетических характеристик фотоэлектрического модуля SPRX20250BLK при частичном затенении. Показано, что в последовательной цепочке из неравномерно освещенных солнечных элементов возможны режимы, при которых вольт-амперная характеристика менее освещенных элементов будет смещена в область отрицательных значений, что будет приводить к рассеиванию на них части мощности, генерируемой более освещенными элементами. Установлено, что применение байпасных диодов предотвращает появление так называемых «горячих точек» на фотоэлектрических модулях в условиях их неравномерного освещения, но не решает проблемы эффективного использования энергии, генерируемой солнечными панелями. При малом числе байпасных диодов затенение даже небольшой части поверхности солнечной панели приводит к значительным потерям выходной мощности, а увеличение количества диодов существенно усложняет технологию производства самих модулей и ужесточает требования к другим компонентам фотоэлектрических станций: контроллерам и преобразователям. Building integrated photovoltaic BIPV systems are currently the most dynamically developing segment of the solar energy market. These systems come as photovoltaic panels integrated into building enclosing structures: windows, roof, and facades. One specific feature of BIPV systems is that their photovoltaic panels are spatially oriented in nonoptimal manner, which causes them to operate with significant energy losses when they become partially shaded. A thorough analysis of the power performance characteristics of photovoltaic converters is a necessary basis for the development of new and improvement of known technical solutions aimed at achieving more efficient performance of photovoltaic arrays operating under the conditions of their partial shading. A photovoltaic converter mathematical model implemented in the MatLab/Simulink environment is presented, which provides the possibility of studying the power performance characteristics of photovoltaic modules of various types by using only the technical specification from the manufacturer as input data. The results of analyzing the power performance characteristics of the SPRX20250BLK photovoltaic module operating under partial shading are presented. It is shown that in a series-connected chain of unevenly illuminated solar cells, operation modes are possible in which the volt-ampere characteristic of less illuminated shifts to the region of negative values, which, in turn will result in that part of the power generated by more intensely illuminated cells will be dissipated on less illuminated cells. It has been established that the use of bypass diodes prevents the occurrence of so-called 'hot spots' on photovoltaic modules under conditions of uneven illumination, but does not solve the problem of efficiently using the energy generated by photovoltaic panels. With a small number of bypass diodes, shading even a small part of the photovoltaic panel surface leads to significant losses of output power, whereas an attempt to increase the number of diodes complicates significantly the production technology of the modules themselves and tightens the requirements for other components of photovoltaic stations such as controllers and converters. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
| Published: |
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49376318 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=669365 |