Badania eksperymentalne wpływu częściowego zacierania modułu fotowoltaicznego na generowaną moc elektryczną

• Autorzy: Radziemska E. , Piekarska K. , Grzesiak W.

Warianty tytułu

EN

Experimental study of shading effects in power generated by photovoltaic module

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zacienienie wpływa znacząco na parametry pracy modułu fotowltaicznego. Kiedy część modułu jest zacieniona, niektóre ogniwa są spolaryzowane w kierunku zaporowym i zachowują się jak obciążenie, a nie jak generator. Miękkie źródła zacienienia, takie jak konary drzew, elementy konstrukcyjne budynku czy kominy, które rozpraszają i załamują światło, znacząco ograniczają ilość promieniowania, docierającego do powierzchni modułu, podczas gdy twarde źródła, znajdujące się bezpośrednio na powierzchni (odchody ptaków, śnieg, liście) zatrzymują światło całkowicie. W literaturze nie ma wielu doniesień na temat charakterystyk komercyjnie produkowanych modułów fotowoltaicznych, pracujących w warunkach częściowego zacienienia. W artykule przedstawiojno wyniki badań eksperymentalnych, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu natężenia padającego promieniowania oraz częściowego zacienienia, uzyskanego poprzez zacienianie różnych części modułu, na generowaną moc elektryczną. Przedstawiono wyniki obliczeń spadku mocy maksymalnej dla niektórych konfiguracji zacienienia.

EN

Photovoltaic modules are very sensitive to shading. When a part of photovoltaic module is shaded some of its cells become reverse biased, acting as loads instead of generators.The soft sources of shading (tree branch, roof vent, chimney or other item from which shadow is diffuse or dispersed) significantly reduce the amount of light reaching the cells of the module. Hard sources of shading obstructions, sitting directly on the top of the glass (bird droppings, snow, leafs) stop light reaching the cells.There is still a lack of information related to the behaviour of commercial photovoltaic modules operating in case of partial shading. In the experiments it has been stressed the influence of the irradiation and the amount of shaded cells by shading different portions of the cells. As an example, a calculation of power loses has been performed for some confogurationg of shaowing. It can be observed that power losses can change from 19% (1/4 of the celi completely shaded) to 60% (9 cells completely shaded).

Słowa kluczowe

PL

moduł fotowoltaiczny; energia słoneczna; zacienienie; moc elektryczna; odnawialne źródła energii

EN

photovoltaic solar modules; effect on shading; maximum power; solar energy; renewable energy sources

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 6
• Strony: 175--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Radziemska E.

autor

Piekarska K.

autor

Grzesiak W.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Gdańsk

Bibliografia

• [1] Patel H., Agarwal V.: MATLAB-Based Modeling to Study the Effects of Partial Shading on PV Array Characteristics. IEEE Transactions on Energy Conversion 2008, vol. 23, no. 1, pp. 302-310.
• [2] Ouaschning V., Hanitsch R.: Numerical Simulation of Current-Voltage Characteristics of Photovoltaic System with Shaded Solar Cells. Solar Energy 1996, Vol. 56, No. 6, pp. 513-520.
• [3] Kobayashi K., Takano I., Sawada Y: Astudy of a two stage maximum power point tracking control of a photovoltaic system under partially shaded insolation conditions. Solar Energy Materials & Solar Cells 2006, vol. 90, pp. 2975-2988.
• [4] Jahn U., Tregtmeyer D., Grochowski J,: Auswertungen aus dem 1000-Dächer PV Programme: Vergleischsmessungen an PV Generatoren. Proc. 10th Symposium Photovoltaishe Solarenergie, Staffelstein, Germany 1995, pp. 66-77.
• [5] Kovach A., Schmid J.: Determination of energy output losses due to shading of building-integrated photovoltaic arrays using a raytracing technique. Solar Energy 1996, vol. 57, no 2. pp. 117-124.
• [6] Alonso-Garcia M. C., Ruiz J. M., Herrmann W.: Computer simulation of shading effects in photovoltaic arrays. Renewable Energy 2006, vol. 31, pp. 1986-1993.
• [7] Alonso-Garcia M. C., Ruiz J. M., Chenio F.: Experimental study of mismatch and shading effects in the I-V characteristic of a photovoltaic module. Solar Energy Materials & Solar Cells 2006, Vol. 90, pp. 329-340.
• [8] Grzesiak W.: Implementation of MPPT Algorithms in Microprocessor Solar Charge Regulators. Proc. of the 29th Int. Conference and Exhibition IMAPS-Poland 2005, Koszalin, Poland, 19-21.09.2005, pp. 179-182.
• [9] Radziemska E., Grzesiak W.: MPPT Control - a Way to the Maximization of Energy Amount Obtained from the PV Module. Proc. of the 31th Int. Conference and Exhibition IMAPS-Poland 2007, Rzeszów-Krasiczyn, Poland, 23-26.09.2007, pp. 295-298.
• [10] Grzesiak W.: Rozprawa doktorska. Implementacja algorytmów wyszukiwania punktu mocy maksymalnej w regulatorach ładowania autonomicznych systemów fotowoltaicznych. Warszawa 2009, pp. 1-162.
• [11] Grzesiak W., Radziemska E.: MPPT Tracking Problems in PV Modules of Partly Shaded Solar Cells. 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Hamburg, Niemcy, 20-25.09.2009, pp.3827-3830, ISBN 3-936338-25-6.
• [12] Grzesiak W., Radziemska E.: Technika MPPT sposobem maksymalizacji wykorzystania energii elektrycznej generowanej przez moduły fotowoltaiczne. I Krajowa Konferencja Fotowoltaiki, 09-11.10.2009, Krynica Zdrój (referat).