Сочинение на тему Моделирование характеристик тока-напряжения (I-V) и напряжения питания (P-V)

Аннотация: в этом документе имитируется математическая модель PV (фотоэлектрического) модуля на основе файла сценария MATLAB с учетом всех параметров. Моделирование этого устройства факторов окружающей среды, таких как облучение и температура потребности в качестве входных переменных. Мощность фотоэлектрического модуля варьируется в зависимости от факторов окружающей среды. Любые изменения в записях немедленно подразумевают изменения в выводе. Физические параметры (сопротивление серии и шунта, коэффициент идеальности, температурный коэффициент тока и напряжения и т. Д.) Оказывают существенное влияние на рабочие кривые солнечного фотоэлектрического модуля. Выбранная модель представляет собой модель с одним диодом с последовательным и шунтирующим сопротивлением для точного вывода и исследует все параметры, влияющие на работу солнечного фотоэлектрического модуля, и фокусируется на программе, разработанной в файле MATLAB / M для фотоэлектрического модуля 50 Вт. При сравнении двух результатов, полученных в результате моделирования программы, и в таблицах данных изготовителя они совпадают.

Ключевые слова: солнечная энергия, фотоэлектрический модуль, I-V и P-V характеристики, освещенность, температура

1. Введение

Ценная энергия может извлекаться из нашего окружения несколькими способами. К ним относятся извлечение энергии из солнечного света, ветра, биомассы, уровня моря и т. Д. Все эти способы возобновляемы в природе. Сам источник энергии обновляется, что может обеспечить энергию навсегда. Среди всех стратегий использования возобновляемых источников энергии фотоэлектрическая система обладает рядом фундаментальных преимуществ по сравнению с другими. Используя полупроводниковые приборы, солнечная энергия идентифицируется как статическая, бесшумная и бесшумная альтернативная энергия, которая может привести к долговременной и низкой стоимости возобновляемой системы.

Солнечные батареи могут напрямую преобразовывать солнечный свет в электричество. Это производит постоянное напряжение и постоянное электричество. Фотоэлектрический модуль состоит из множества солнечных элементов, которые соединены последовательно или параллельно, в зависимости от желаемой величины напряжения или тока. Типичная фотоэлемент может выдавать 0,5 В (2-3 Вт). Фотоэлектрический модуль является фундаментальной единицей преобразования фотоэлектрической генераторной системы. Таким образом, необходимо моделировать фотоэлектрический модуль для проектирования и моделирования отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) для приложений фотоэлектрической системы, поскольку фотоэлектрический модуль имеет нелинейные характеристики. Для заданных условий окружающей среды существует точка максимальной мощности (MPP), оптимальная точка на кривой V-I, где достигается максимальная выходная мощность. Таким образом, на MPP эффективность будет оптимизирована. Производительность фотоэлектрического модуля указана в Стандартных условиях испытаний (STC), где мощность излучения составляет 1000 Вт / м2, температура модуля составляет 25 ° C, а масса воздуха – 1,5. В данной статье представлен метод моделирования и моделирования фотоэлектрического (PV) модуля. Параметры для модуля PV основаны на значениях спецификаций производителей.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МОДУЛЯ… .PV

Солнечный элемент является основной единицей солнечного модуля. Фотоэлектрический модуль состоит из множества солнечных элементов, соединенных последовательно и параллельно. Для рассмотрения только одного солнечного элемента, он может быть смоделирован с использованием источника тока, диода и двух резисторов. Эта модель представляет собой модель с одним диодом солнечного элемента.

Диод подключен антипараллельно фототоку на рисунке 2, а выходной ток получен по закону Кирхгофа;

<Р> (1)

Где, фототок, ток в шунтирующем резисторе, ток насыщения диода и определяется уравнением;

<Р> (2)

Где, V – напряжение, приложенное к диоду. является током насыщения диода, является тепловым напряжением его исключительной зависимости от температуры. количество фотоэлементов, соединенных последовательно А является идеальным фактором диода, и это зависит от технологии фотоэлемента. [2]

<Р> (3)

Где – фактическая температура элемента (K), k – постоянная Больцмана (1,3805 × 10–23 Дж / К), а q – заряд электрона (1,6021 × 10–19 С). Таким образом, выходной ток составляет

<Р> (4)

Мощность, выделяемая одним фотоэлементом, меньше и недостаточна практически для любых применений. Таким образом, ячейки могут быть сконфигурированы в последовательные и параллельные функции для увеличения возможностей всех фотоэлектрических систем. Уравнение (4) может быть выражено как;

<Р> (5)

Где, как и количество элементов, соединенных параллельно, а также сопротивление серии и шунта солнечного элемента.