Моделювання фотоелектричної панелі в середовищі LabVIEW
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2022.26.071Ключові слова:
комп’ютерне моделювання, фотоелектрична панель, прикладне програмне забезпечення, середовище LabVIEWАнотація
У праці здійснено опрацювання теоретичних основ та розробку комп’ютерної моделі фотоелектричної установки в середовищі LabVIEW. Теоретична модель ідеальної фотоелектричної панелі сформована на базі джерела струму з паралельним увімкненням діода. Для наближення цієї моделі до реальної в неї внесено опори послідовного та паралельного включення. Для врахування впливу на електричні параметри фотоелектричної панелі температури цей чинник відображений у моделі. Обґрунтовані характеристики фотоелектричної панелі щодо взаємозв’язку потоку сонячної радіації, струму та напруги становили теоретичну основу розробленої комп’ютерної моделі. Для дослідження вольт-амперної та вольт-потужнісної характеристик фотоелектричної панелі сформовані двокоординатні віртуальні осцилографи, які дозволяють у режимі зміни впливових чинників відстежити рівень їх впливу. Окремо для оцінки впливу на вихідні характеристики фотоелектричної панелі температури здійснено побудову двокоординатних віртуальних осцилографів, які відображають зміну вольт-амперної та вольт-потужнісної характеристик за рахунок цього впливу. Використання паспортних даних реальної фотоелектричної панелі дало змогу оцінити відповідність розроблюваної комп’ютерної моделі. Розроблена комп’ютерна модель дозволяє здійснювати дослідження впливу рівня сонячної радіації, температури та режиму відбору енергії на вихідні параметри фотоелектричної панелі в широкому діапазоні зміни впливових чинників. Зокрема, дослідження комп’ютерної моделі фотоелектричної установки проілюстроване в умовах змінного рівня потоку сонячної радіації за сталої температури при змінному навантаженні, а також за сталого рівня потоку сонячної радіації за змінної температури з відповідної зміни навантаження. Ця комп’ютерна модель є складовою частиною експертної системи комп’ютерного моделювання режимів роботи засобів комплексного перетворення відновлюваних джерел енергії у теплову та електричну.
Посилання
Aidoud, M., Feraga, C.-E., Bechouat, M., Sedraoui, M., & Kahla, S. (2019). Development of photovoltaic cell models using fundamental modeling approaches. Energy Procedia, 162, 263-274.
Bellini, A., Bifaretti, S., Iacovone, V., & Cornaro, C. (2009). Simplified model of a photovoltaic module. Applied Electronics. IEEE, 47-51.
Bouraiou, A., Hamouda, M., Chaker, A., Sadok, M., Mostefaoui, M., & Lachtar, S. (2015). Modeling and Simulation of Photovoltaic Module and Array based on One and Two Diode Model Using Matlab/Simulink. Energy Procedia, 74, 864-877.
Carta, J. A. (2007). A continuous bivariate model for wind power density and wind turbine energy output estimations. Energy Conversion and Management, 48, 420-432.
Chermitti, A., Boukli-Hacene, O., Meghebbar, A., Bibitriki, N., & Kherous, A. (2014). Design of a library of components for autonomous photovoltaic system under Matlab/Simulink. Physics Procedia, 55, 199-206.
Chouder, A., Silvestre, S., Taghezouit, B., & Karatepe, E. (2013). Monitoring, modelling and simulation of PV systems using LabVIEW. Solar Energy, 91, 337-349.
Erdem, Z., & Erdem, M. B. (2013). A Proposed Model of Photovoltaic Module in Matlab/Simulink TM for Distance Education. 13 th International Educational Technology Conference. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 103, 55-62.
Kalogirou, S. A. (2014). Solar Energy Engineering. Processes and Systems. Second Edition. Amsterdam: Elsevier Inc.
Khokhovskyi, A., Aleksieiuk-Havron, Y., Avtoniuk, M., Boiarchuk, V., Syrotiuk,V., Syrotiuk, S. … Boiarchuk, O. (2020). Doslidzhennia dynamichnykh kharakterystyk fotoelektrychnykh panelei riznykh vydiv. Visnyk Lvivskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. Ahroinzhenerni doslidzhennya, 24, 83-94.
Luque, A., & Hegedus, S. (2003). Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. Chichester: John Wiley & Sons Ltd.
Motahhir, S., Chalh, A., El Ghzizal, A., Sebti, S., & Derouich, A. (2017). Modeling of Photovoltaic Panel by using Proteus. Journal of Engineering Science and Technology Review, 10 (2), 8-13.
Nguyen, X. H., & Nguyen, M. P. (2015). Mathematical modeling of photovoltaic cell/module/arrays with tags in Matlab/Simulink. Environmental System Research, 4, 24.
Prakash, R., & Singh, S. (2016). Designing and Modelling of Solar Photovoltaic Cell and Array. IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering, 11(2), III, 35-40.
Reddy, G. S., Reddy, T. B., & Kumar, M. V. (2017). A MatLab based PV Module Models analysis under Conditions of Nonuniform Irradiance. Energy Procedia, 117, 974-983.
Sera, D., Teodorescu, R., & Rodriguez, P. (2007). PV panel model based on datasheet values. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE, 2392-2396.
Sharma, D. K., Verma, V., & Singh, A. P. (2014). Review and analysis of solar photovoltaic software. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE, 4 (2), 725-731.
Syrotiuk, S., Syrotiuk, V., & Halchak, V. (2015). Fuzzy-Logic kontroler upravlinnia rezhymamy roboty vitroelektrychnoi ustanovky. Motrol. Commission of motorization and energetics in agriculture. An international journal on operation of farm and agri-food industry machinery, 17(4), 39-46.
Szymanski, B. (2021). Instalacje fotowoltaiczne. Wydanie X. Krakow: Redakcja GLOBEnergia.
Yadav, Y., Roshan, R., Umashankar, S., Vijayakumar, D., & Kothari, D. P. (2013). Real time simulation of solar photovoltaic module using labview data acquisition card. International Conference on Energy Efficient Technologies for Sustainability, 512-523.
Yaqoob, S. J., Motahhir, S., & Agyekum, E. B. (2022). A new model for a photovoltaic panel using Proteus software tool under arbitrary environmental conditions. Journal of Cleaner Production, 333, 130074.