This paper details an improved modeling technique for a photovoltaic (PV) module; utilizing the optimization ability of a genetic algorithm, with different parameters of the PV module being computed via this approach. The accurate modeling of any PV module is incumbent upon the values of these parameters, as it is imperative in the context of any further studies concerning different PV applications. Simulation, optimization and the design of the hybrid systems that include PV are examples of these applications. The global optimization of the parameters and the applicability for the entire range of the solar radiation and a wide range of temperatures are achievable via this approach. The Manufacturer’s Data Sheet information is used as a basis for the purpose of parameter optimization, with an average absolute error fitness function formulated; and a numerical iterative method used to solve the voltage-current relation of the PV module. The results of single-diode and two-diode models are evaluated in order to ascertain which of them are more accurate. Other cases are also analyzed in this paper for the purpose of comparison. The Matlab–Simulink environment is used to simulate the operation of the PV module, depending on the extracted parameters. The results of the simulation are compared with the Data Sheet information, which is obtained via experimentation in order to validate the reliability of the approach. Three types of PV modules, using different technologies, are tested for the purpose of this validation, and the results confirm the accuracy and reliability of the approach developed in this study. The effectiveness of the model developed by this approach to predict the performance of the PV system under partial shading conditions was also validated

چکیده

این مقاله، جزئیات یک روش مدلسازی بهبود یافته برای ماژول فتوولتائیک (PV) می باشد؛ استفاده از توانایی بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، با پارامترهای مختلف ماژول PV از طریق این روش محاسبه می شوند. مدلسازی دقیق هرماژول PV، بر حسب مقادیر این پارامترها لازم است، همانطور که در زمینه هر گونه مطالعات بیشتر در مورد کاربردهای مختلف PV امری ضروری است. شبیه سازی، بهینه سازی و طراحی سیستم های ترکیبی که شامل PV می شود، نمونه­­ هایی از این کاربردها می باشند. بهینه سازی کلی این پارامترها و قابیلت کاربرد برای کل طیف تابش خورشیدی و طیف گسترده ای از دماها، از طریق این روش قابل دستیابی می باشد. اطلاعات برگه داده­های سازنده به عنوان پایه­ ای برای منظور بهینه سازی پارامتر، با تابع فرموله شده برای خطای مطلق متوسط استفاده می شود؛ و یک روش تکراری عددی برای حل رابطه ولتاژ جریان ماژول PV استفاده می شود. نتایج حاصل از مدل های تک و دو دیود، به منظور اثبات اینکه کدام یک از آنها را دقیق­ تر هستند مورد بررسی قرار می گیرد. سایر موارد نیز در این مقاله به منظور مقایسه تجزیه تحلیل می شوند. محیط Matlab-Simulink برای شبیه سازی بهره برداری از ماژول PV که وابسته به پارامترهای استخراج شده است، مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج حاصل از شبیه سازی با اطلاعات جدول داده ها که از طریق آزمایش به منظور اعتبار اطمینان از این روش به دست می آید مقایسه می شود. سه نوع از ماژول PV، با استفاده از فن آوری ­های مختلف، برای هدف این اعتبارسنجی مورد آزمایش قرار گرفتند و نتایج، دقت و قابلیت اطمینان رویکرد توسعه یافته در این مطالعه را تایید می کند. اثربخشی مدل توسعه یافته توسط این روش برای پیش بینی عملکرد سیستم PV در شرایط توصیف جزئی نیز مورد تایید قرار گرفت.

1-مقدمه

سیستم ­های فتوولتائیک یکی از محبوب­ ترین منابع انرژی تجدید پذیر در جهان امروزی هستند. در شهر یا روستاها، در همه جا در تنظیمات متعددی وجود دارد [1-3]. با توجه به عوامل و مزایای بسیار، بخش ­های عمومی و خصوصی مقدار بسیار زیادی از علاقه را به پتانسیل و توانایی تولید انرژی از این دستگاه ها [4-7] نشان داده اند. یکی از مزایای عمده فناوریPV، زمان چرخه عمر طولانی آن، با هزینه­ های بهره برداری و تعمیر و نگهداری پایین با توجه به این واقعیت است که این فناوری روی تعداد کمینه قطعات متحرک متکی نیست...