МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПАНЕЛЕЙ З ВИКОРИСТАННЯМ СЕРЕДОВИЩА MATLAB/SIMULINK
Ключові слова:
фотоелектрична панель, фотоелектричний перетворювач, однодіодна еквівалентна схема, світлова вольт-амперна характеристика, моделювання, MATLAB/SimulinkАнотація
Моделювання параметрів фотоелектричних панелей надає можливість в найкоротші терміни спрогнозувати показники роботи фотоелектричної станції в розрізі конкретної доби, місяця та протягом року для будь-якої місцевості та способу розташування сонячних модулів. Одним з потужних засобів комп’ютерної математики, що останнім часом набуває широкого використання для моделювання різноманітних технічних систем, є середовище MATLAB, яке завдяки вбудованому пакету Simulink дозволяє здійснювати візуально-орієнтоване блочне імітаційне моделювання динамічних систем, зокрема, різних пристроїв функціональної електроніки, сонячних елементів та фотоелектричних модулів.
В даній роботі запропоновано підхід до моделювання роботи реальних фотоелектричних панелей в середовищі MATLAB/Simulink при використанні в якості вхідних даних до блоку Solar Cell інформації з технічної документації до панелей.
Представлено методику визначення вхідних параметрів блоку Solar Cell, які не зазначені в технічній документації сонячної панелі, що передбачає аналіз світлової вольт-амперної характеристики панелі для стандартних умов тестування у наближенні однодіодної еквівалентної схеми фотоелектричного перетворювача. Апробацію даної методики здійснено на прикладі панелей JAP6(BK) 60-250/3BB, AS-6P30-270W та LG290N1C від провідних світових виробників.
У середовищі MATLAB/Simulink створено візуально-орієнтовану блочну схему з побудови світлових характеристик фотоелектричних панелей, що базується на використанні блоку Solar Cell, проведено моделювання характеристик панелей JAP6(BK) 60-250/3BB, AS-6P30-270W та LG290N1C, визначено їх основні параметри в стандартних умовах тестування. Порівняння параметрів панелей, визначених з аналізу змодельованих світлових характеристик, з даними, наведеними у технічній документації, показало, що розбіжність між результатами моделювання та параметрами з технічної документації є меншою за допустиме у виробництві відхилення у 3% для всіх панелей, що досліджувались. Це свідчить про прийнятність запропонованого підходу до моделювання роботи реальних фотоелектричних панелей у середовищі MATLAB/Simulink.
Посилання
Андронова О.В. Оптимізація розміщення приймачів сонячної енергії рядами для кліматичних умов півдня України / О.В. Андронова, В.В. Курак // Відновлювана енергетика. – 2020. – №2. – С. 45-53. DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.2(61).45-53
Фолькер К. Системы возобновляемых источников энергии / К. Фолькер. – Астана: Фолиант, 2013. – 432 с.
Курак В.В. Експериментальне визначення потоку сонячного випромінювання із застосуванням паспортних параметрів модуля фотоелектричних перетворювачів / В.В. Курак, О.В. Андронова // Вісник ХНТУ. – 2021. – №1(76). – С. 35-42. DOI: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2021.1.4
Macabebe Erees Q.B. Parameter extraction from dark current–voltage characteristics of solar cells. Erees Q.B. Macabebe, E. Ernest van Dyk // South African Journal of Science. – 2008. – Vol. 104, N 9. – P. 401-404.
Measurements and analysis of the dark I-V-T characteristics of a photovoltaic cell: KX0B22-12X1F / D. Bonkoungou [et al] // Proc. 8th IEET International Conference on Smart Grid. – 2020. – P. 157-162. DOI: https://doi.org/10.1109/icSmartGrid49881.2020.9144904
Зиновьев В.В. Математическая модель фотоэлектрического преобразователя с использованием W-функции Ламберта / В. В. Зиновьев, А. П. Бельтюков, О. А. Бартенев // Известия Института математики и информатики УдГУ. – 2016. – №2(48). – С. 22–30.
Дьяконов В.П. MATLAB. Полный самоучитель / В.П. Дьяконов. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 768 с.
Simscape Block Libraries [Електронний ресурс] / MathWorks [Сайт]. – Режим доступу: https://www.mathworks.com/help/physmod/simscape/ug/introducing-the-simscape-block-libraries.html (дата звернення: 20.07.21). – Назва з екрану.
Технические данные панели Ja Solar JAP6(ВК) 60/240-260/3BB [Электронный ресурс] / АксиомПлюс [Сайт]. – Режим доступа: https://axiomplus.com.ua/solnechnyie-paneli/product-75901/ (дата обращения: 2.11.20). – Название с экрана.
Технический паспорт Amerisolar AS-6P30-265W [Электронный ресурс] / АксиомПлюс [Сайт]. – Режим доступа: https://axiomplus.com.ua/solnechnyie-paneli/product-74667/ (дата обращения: 20.07.21). – Название с экрана.
LG290N1C-G3. Product Specifications [Electronic resource]. – Режим доступа: https://eclass.duth.gr/modules/document/file.php/TMC384/2019-2020/MonoX-Neon-LG290N1C-G3-20140915.pdf/ (дата обращения: 4.11.20). – Название с экрана.
Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов / М.М. Колтун. – М.: Наука, 1985. – 280 с.
