Abstract

This paper proposes an improved modeling approach for the two-diode model of photovoltaic (PV) module. The main contribution of this work is the simplification of the current equation, in which only four parameters are required, compared to six or more in the previously developed two-diode models. Furthermore the values of the series and parallel resistances are computed using a simple and fast iterative method. To validate the accuracy of the proposed model, six PV modules of different types (multi-crystalline, mono-crystalline and thin-film) from various manufacturers are tested. The performance of the model is evaluated against the popular single diode models. It is found that the proposed model is superior when subjected to irradiance and temperature variations. In particular the model matches very accurately for all important points of the I–V curves, i.e. the peak power, short-circuit current and open circuit voltage. The modeling method is useful for PV power converter designers and circuit simulator developers who require simple, fast yet accurate model for the PV module

این مقاله، یک روش مدلسازی بهبود یافته را برای مدل دو دیودی واحد فتو ولتائیک (PV) پیشنهاد می کند. سهم اصلی این کار، ساده سازی معادله فعلی است که در آن در مقایسه با شش پارامتر یا بیشتر که در مدل های دو دیودی قبلی مورد نیاز بود، تنها چهار پارامتر مورد نیاز است. به علاوه، مقادیر مقاومت های سری و موازی با استفاده از یک روش تکراری ساده و سریع محاسبه شده اند. برای تأیید دقت مدل پیشنهادی، شش واحد PV از انواع مختلف (چند بلوری، تک بلوری و فیلم نازک) و سازندگان مختلف، تست شده است. عملکرد مدل در مقابل مدل های تک دیودی معروف، ارزیابی شده است. یافته شده که مدل پیشنهادی وقتی در معرض تغییرات تابندگی و دما قرار می گیرد، برتر است. به طور خاص، این مدل به صورتی بسیار دقیق برای همه نقاط منحنی های I-V، یعنی قله توان، جریان اتصال کوتاه و ولتاژ مدار باز، منطبق است. این روش مدلسازی برای طراحان مبدل توان PV و توسعه دهندگان شبیه سازی مدار که به مدل ساده، سریع و دقیق برای واحد PV نیاز دارند، مفید است.

سیستم قدرت فتو ولتائیک (PV)، به علت نبود اجزای متحرک و در نتیجه تقریبا عدم نیاز به نگهداری، یک منبع انرژِی تجدید پذیر پر طرفدار است. جزء اصلی سیستم یعنی واحدهای PV از فرآیندهای نیمه رسانای استاندارد استفاده می کند که می تواند با تجهیزات نسبتا حداقلی ساخته شود [1]. به علاوه، مبدل های توان (مبدل و/ یا اینورتر DC-DC) که واحدها را با شبکه یا باتری ها مرتبط می کنند، فن آوری های به خوبی تثبیت شده ای هستند. با این وجود، در یک تولید توان PV به علت هزینه بالای واحدها، باید از استفاده بهینه از انرژی خورشیدی موجود، اطمینان حاصل شود. این یک مدل شبیه سازی دقیق از سیستم PV، خصوصا واحدها را ضروری می سازد...