Tytuł pozycji:
Performances of a photovoltaic system using PV model based on nonlinear components
Several research laboratories have focused their research on the development of mathematical models of PV cells/modules based on equivalent circuits, which contain linear resistors. However, the accuracy of the model and the output power delivered remain insufficient outside the Standard Test Condition STC. In this context, the development of a model providing these requirements remains a challenge for researchers. Contemplating this problem, a new single diode PV model is proposed, the constant shunt and series resistors are replaced by nonlinear resistors (variable with temperature) to highlight the effect of temperature on the PV module performance. In addition, the parameters of the proposed PV model are tuned by the Particle Swarm Optimization algorithm PSO, in which a fitness function is well minimized. This later, is given by discrepancy values between the measured output currents of the SW 85 poly RNA PV module and the predicted output currents, which are computed using the Newton Raphson method. A comparison has been made between standard PV model and the proposed PV model with nonlinear Rs and Rsh on the basis of the Maximum Power Point (MPP) values of the P-V and I-V curves under different operating conditions. Based on the obtained results, it has been proved that the nonlinear character of the resistances improves the maximum power output generated by the PV module. All the tasks performed in this work such as: modeling, simulation and treatment of experimental data were carried out under the MATLAB environment.
Kilka laboratoriów badawczych skupiło swoje badania na opracowaniu modeli matematycznych ogniw/modułów fotowoltaicznych opartych na obwodach zastępczych, które zawierają rezystory liniowe. Jednakże dokładność modelu i dostarczona moc wyjściowa pozostają niewystarczające poza standardowymi warunkami testowymi STC. W tym kontekście opracowanie modelu spełniającego te wymagania pozostaje wyzwaniem dla badaczy. Biorąc pod uwagę ten problem, zaproponowano nowy model fotowoltaiczny z pojedynczą diodą, w którym rezystory bocznikowe i szeregowe zostały zastąpione rezystorami nieliniowymi (zmiennymi w zależności od temperatury), aby podkreślić wpływ temperatury na wydajność modułu fotowoltaicznego. Dodatkowo parametry proponowanego modelu PV dostraja się za pomocą algorytmu Particle Swarm Optimization PSO, w którym funkcja przystosowania jest dobrze zminimalizowana. To później wynika z wartości rozbieżności między zmierzonymi prądami wyjściowymi modułu PV poli RNA SW 85 a przewidywanymi prądami wyjściowymi, które są obliczane przy użyciu metody Newtona Raphsona. Dokonano porównania pomiędzy standardowym modelem fotowoltaicznym a proponowanym modelem fotowoltaicznym z nieliniowymi Rs i Rsh na podstawie wartości maksymalnego punktu mocy (MPP) krzywych P-V i I-V w różnych warunkach pracy. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano, że nieliniowy charakter rezystancji poprawia maksymalną moc generowaną przez moduł PV. Wszystkie zadania realizowane w tej pracy, takie jak: modelowanie, symulacja i obróbka danych eksperymentalnych, zostały wykonane w środowisku MATLAB.
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).
