Analysis of monocrystalline and polycrystalline solar panels in small-scale power generation systems based on microcontrollers

• Autorzy: Suheta Titiek , Muharom Syahri , Munir Misbahul

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.02.54

Warianty tytułu

PL

Analiza monokrystalicznych i polikrystalicznych paneli słonecznych w małych systemach wytwarzania energii opartych na mikrokontrolerach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The solar power generation prototype used in this research consists of monocrystalline and polycrystalline solar panels. The solar panels are positioned at coordinates latitude -7.290764 and longitude 112.779205. The panels are oriented towards the West at 08:00, 10:00, 13:00, and 16:00 to enhance the output voltage. After conducting a 10-day testing period, it was found that the average voltage of the monocrystalline solar panel was higher at 16.292 volts compared to the polycrystalline solar panel at 12.700 volts, with average temperatures of 32.012 ℃ and 39.563 ℃, respectively. This can be attributed to the fact that monocrystalline solar panels are made of purer silicon and have a black color. In terms of average current, the polycrystalline solar panel exhibited a higher value of 0.8264 Amperes at a temperature of 39.563 ℃, due to the higher temperature received by the polycrystalline solar panel. Therefore, it can be concluded that the monocrystalline solar panel performs more efficiently than the polycrystalline solar panel under the weather conditions at ITATS campus.

PL

Prototyp elektrowni słonecznej używany w tej badawczej konstrukcji składa się z paneli słonecznych monokrystalicznych i polikrystalicznych. Panele słoneczne są umieszczone na koordynatach szerokości geograficznej -7.290764 i długości geograficznej 112.779205. Panele są skierowane na zachód o godzinie 08:00, 10:00, 13:00 i 16:00 w celu zwiększenia napięcia wyjściowego. Po przeprowadzeniu 10- dniowego okresu testowego stwierdzono, że średnie napięcie paneli słonecznych monokrystalicznych wynosiło 16,292 woltów, podczas gdy dla paneli słonecznych polikrystalicznych wynosiło 12,700 woltów, przy średnich temperaturach odpowiednio 32,012 ℃ i 39,563 ℃. Wynika to z faktu, że panele słoneczne monokrystaliczne są wykonane z czystszego krzemu i mają czarny kolor. Jeśli chodzi o średni prąd, panel słoneczny polikrystaliczny wykazywał wyższą wartość równą 0,8264 ampera przy temperaturze 39,563 ℃, ze względu na wyższą temperaturę odbieraną przez panel słoneczny polikrystaliczny. Zatem można wywnioskować, że panel słoneczny monokrystaliczny działa bardziej wydajnie niż panel słoneczny polikrystaliczny w warunkach pogodowych na terenie kampusu ITATS.

Słowa kluczowe

EN

monocrystalline; polycrystalline; solar panel; small-scale power generation system; microcontroller

PL

monokrystaliczny; polikrystaliczny; panel słoneczny; system wytwarzania energii w małej skali; mikrokontroler

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 2
• Strony: 267--271
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Suheta Titiek

• Electrical Engineering Department, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Indonesia

• https://orcid.org/0000-0001-9027-470

autor

Muharom Syahri

• Electrical Engineering Department, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Indonesia

• https://orcid.org/0000-0002-8030-632X

autor

Munir Misbahul

• Electrical Engineering Department, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Indonesia

• https://orcid.org/0000-0002-4373-6662

Bibliografia

• [1] PLN_Sustainability-Report-2018.pdf’.
• [2] E. Erdiwansyah et al., ‘Investigation of availability, demand, targets, and development of renewable energy in 2017–2050: a case study in Indonesia’, Int J Coal Sci Technol, vol. 8, no. 4, pp. 483–499, Aug. 2021, doi: 10.1007/s40789-020-00391- 4.
• [3] Y. Yang, F. Blaabjerg, and H. Wang, ‘Constant power generation of photovoltaic systems considering the distributed grid capacity’, in 2014 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition - APEC 2014, Mar. 2014, pp. 379– 385. doi: 10.1109/APEC.2014.6803336.
• [4] 2c961-ruptl-pln-2019-2028.pdf’. Accessed: Jul. 26, 2023. [Online]. Available: https://gatrik.esdm.go.id/assets/uploads/download_index/files/ 2c961-ruptl-pln-2019-2028.pdf
• [5] M. A. Ponce-Jara, C. Velásquez-Figueroa, M. Reyes-Mero, and C. Rus-Casas, ‘Performance Comparison between Fixed and Dual-Axis Sun-Tracking Photovoltaic Panels with an IoT Monitoring System in the Coastal Region of Ecuador’, Sustainability, vol. 14, no. 3, Art. no. 3, Jan. 2022, doi: 10.3390/su14031696.
• [6] H. Jiang, L. Lu, and K. Sun, ‘Experimental investigation of the impact of airborne dust deposition on the performance of solar photovoltaic (PV) modules’, Atmospheric Environment, vol. 45, no. 25, pp. 4299–4304, Aug. 2011, doi: 10.1016/j.atmosenv.2011.04.084.
• [7] M. Mirzaei and M. Z. Mohiabadi, ‘A comparative analysis of long-term field test of monocrystalline and polycrystalline PV power generation in semi-arid climate conditions’, Energy for Sustainable Development, vol. 38, pp. 93–101, Jun. 2017, doi: 10.1016/j.esd.2017.01.002.
• [8] S. A. M. Said, G. Hassan, H. M. Walwil, and N. Al-Aqeeli, ‘The effect of environmental factors and dust accumulation on photovoltaic modules and dust-accumulation mitigation strategies’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 82, pp. 743–760, Feb. 2018, doi: 10.1016/j.rser.2017.09.042.
• [9] A. Polman, M. Knight, E. C. Garnett, B. Ehrler, and W. C. Sinke, ‘Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges’, Science, vol. 352, no. 6283, p. aad4424, Apr. 2016, doi: 10.1126/science.aad4424.
• [10] S. Bentouba, M. Bourouis, N. Zioui, A. Pirashanthan, and D. Velauthapillai, ‘Performance assessment of a 20 MW photovoltaic power plant in a hot climate using real data and simulation tools’, Energy Reports, vol. 7, pp. 7297–7314, Nov. 2021, doi: 10.1016/j.egyr.2021.10.082.
• [11] S. E. P. Pagan, I. D. Sara, and H. Hasan, ‘Komparasi Kinerja Panel Surya Jenis Monokristal dan Polykristal Studi Kasus Cuaca Banda Aceh’.
• [12] E. Alfianto, S. Agustini, S. Muharom, F. Rusydi, and I. Puspitasari, ‘Design Monitoring Electrical Power Consumtion at Computer Cluster’, J. Phys.: Conf. Ser., vol. 1445, p. 012027, Jan. 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1445/1/012027.
• [13] K. T. Putra, Prayitno, E. F. Cahyadi, A. S. Mamonto, S. S. Berutu, and S. Muharom, ‘Forecasting Air Quality Using Massive-Scale WSN Based on Convolutional LSTM Network’, in 2021 1st International Conference on Electronic and Electrical Engineering and Intelligent System (ICE3IS), Oct. 2021, pp. 1–6. doi: 10.1109/ICE3IS54102.2021.9649763.
• [14] R. A. Firmansyah, I. K. Wicaksono, S. Muharom, Y. A. Prabowo, and A. Fahruzi, ‘Sorting Device Coding Print Quality Machine on Packing Box Prototype Utilizing Optical Character Recognition’, J. Phys.: Conf. Ser., vol. 2117, no. 1, p. 012017, Nov. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/2117/1/012017.
• [15] S. Muharom, Tukadi, T. Odinanto, S. Fahmiah, and D. P. P. Siwi, ‘Design of Wheelchairs Robot Based on ATmega128 to People with Physical Disability’, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., vol. 462, p. 012016, Jan. 2019, doi: 10.1088/1757- 899X/462/1/012016.
• [16] S. Muharom, I. Masfufiah, D. Purwanto, R. Mardiyanto, B. Prasetyo, and S. Asnawi, ‘Room Searching Robot Based on Door Detection and Room Number Recognition for Automatic Target Shooter Robot Application’, Proceedings of the 1st International Conference on Electronics, Biomedical Engineering, and Health Informatics, pp. 43–54, 2021, doi: 10.1007/978-981-33-6926-9_4.
• [17] S. Muharom, ‘Automatics Detect and Shooter Robot Based on Object Detection Using Camera’, ELECTROTECHNICAL REVIEW, vol. 1, no. 1, pp. 52–56, Jan. 2022, doi: 10.15199/48.2022.01.07.
• [18] S. Muharom, A. Rizkiawan, I. Masfufiah, R. A. Firmansyah, and Y. A. Prabowo, ‘Detection and Erasing Scribble Blackboard System Based on Hough-Transform Method Using Camera’, J. Phys.: Conf. Ser., vol. 2117, no. 1, p. 012010, Nov. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/2117/1/012010.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).