Abstract
Photovoltaic systems that are partially shaded show changes in their I–V curve that makes its shape is different from that typically shown in unshaded PV panels. The effects of shading depend on several factors like electrical connections between elements or the geometry of the PV-cells. This paper presents a generalized, quick and simple method for modelling and simulating the electrical behaviour of PV installations under any shading situation which is mainly based in the Bishop modelling. So, the proposed method models PV-systems by discretizing currents and voltages in PV-cells which are connected in series and parallel associations (PV-cells, PV-groups, PV-modules, PV-strings and PV-array). For the PV-cell, a non-linear and implicit function which takes into account forward and reverse biasing is considered. Bypass diodes have also been included in the model. The relationship between discrete currents and voltages is established using the Newton–Raphson algorithm, analytical approximations and interpolation methods. The proposed method is used to provide a complete analysis of current, voltage and power in several PV systems under partial shading conditions
چکیده
سیستم های فتوولتائیک که دارای سایه جزئی هستند، تغییراتی را در منحنی I–V نشان می دهند که شکل آن را متفاوت از آنچه به طور معمول در پنل های PV بدون سایه دیده می شود، می سازد. اثرات سایه به عوامل متعددی مانند اتصالات الکتریکی عناصر یا هندسه سلول های PV، وابسته هستند. این مقاله روشی تعمیم یافته، سریع و ساده را برای مدلسازی و شبیه سازی رفتار الکتریکی آرایش های PV تحت هرگونه وضعیت سایه را ارائه می کند که عمدتا بر مبنای مدلسازی Bishop می باشد. لذا، روش پیشنهادی، سیستم های PV را با گسسته سازی جریان ها و ولتاژهای سلول PV مدل می کند که به صورت اتصالهای سری و موازی متصل شده اند (سلول های PV، گروه های PV، واحدهای PV، رشته های PV و آرایه های PV). برای سلول PV، یک تابع غیر خطی و ضمنی که بایاس مستقیم و معکوس را لحاظ می کند، در نظر گرفته شده است. دیودهای بای پس نیز در مدل گنجانده شده اند. رابطه بین جریان ها و ولتاژها با استفاده از الگویتم نیوتون- رافسون، تقریب های تحلیلی و روش های درون یابی، بدست آمده است. روش پیشنهادی برای فراهم کردن یک تحلیل کامل جریان، ولتاژ و توان در چند سیستم PV تحت شرایط سایه جزئی استفاده شده است.
1-مقدمه
سایه آرایش های فتوولتائیک (PV)، دلالت می کند که سلول های PV در یک آرایش، می توانند در شرایط تابش مختلفی کار کنند. لذا، عناصری (سلول ها یا دیودها) که معمولا به صورت بایاس مستقیم (یا معکوس) کار می کنند، می توانند جهت خود را تغییر دهند. به علاوه، دیگر پارامترهای کاری (مانند دمای سلول PV) می توانند بین عناصر مجاور، متفاوت باشند. در نتیجه، برای تحلیل کامل از رفتار الکتریکی آرایش های PV با سایه جزئی، در نظر گرفتن ساده ترین عناصر، سلول ها و دیودها و اتصالهای موازی و سری مختلف بین آنها، ضروری است....