An Education Set for Solar Cell Models

Abstract

It is well known that solar energy is renewable energy source and also it is the origin of renewable energy types. The solar energy is constantly and can be used in the desired each geographical area; therefore, the importance of using this energy increases in production of electrical energy with each passing day. In this study, the equivalent electrical circuit models of the solar cells and equations of these models were given. Using these equations the equivalent, circuit models were designed in Matlab Simulink program. To examining the characteristics of the circuits an interface was designed in Matlab GUI environment. With designed interface circuit characteristics and graphics of the circuits can easily obtained and analyzed.

Keywords

• Solar Cells and Models; Photovoltaic; PV; Simulink; Matlab GUI.

Güneş Pili Modelleri Eğitim Seti

Öz

Bilindiği gibi güneş enerjisi tükenmeyen bir enerji kaynağı ve yenilebilir enerji çeşitlerinin ise menşeidir. Güneş enerjisinin devamlı olması ve arzu edilen her coğrafik alanda kullanılabilmesi bu enerjinin elektrik enerjisi üretiminde de kullanılmasının önemini her geçen gün artırmaktadır. Bu çalışmada, güneş pillerine ilişkin eşdeğer elektriksel devre modelleri ve bu modellere ait denklemler verilmiştir. Bu denklemler kullanılarak, eşdeğer devre modelleri Matlab simulink programında tasarlanmıştır. Devrelerin karakteristiklerinin incelenmesi amacı ile Matlab GUI ortamında bir arayüz tasarlanmıştır. Tasarlanan arayüz ile devrelere ilişkin grafikler elde edilmekte ve karakteristikler incelenebilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Güneş Pilleri ve Modelleri; Fotovoltaik Pil; PV; Simulink; Matlab GUI.

References

1. Tufan Ş., (2010), “Düzlemsel ve Bükülmüş Kollektörlerin Deneysel İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
2. Öztürk R., (2003), “Güneş Pilleri İle Elektrik Enerjisi Üretimi ve Karavanlarda Uygulanmasının Teknik ve Ekonomik Analizi”, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Temmuz-Ağustos sayısı, 14-18
3. Altaş İ. H., (1998), “Fotovoltaj Güneş Pilleri: Yapısal Özellikleri ve Karakteristikleri”, Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Enerji, Elektrik, Elektromekanik, Bileşim Yayıncılık A.Ş.
4. Bose B.K., Szczesny P.M., Steigerwald, R.L., (1985), "Microcomputer Control of a Residential Photovoltaic Power Conditioning System", IEEE Trans. Industry App., Vol. IA-21, No. 5,118211
5. Salameh Z.M., Lynch W.A., (1989), "Multi-Stage Dual Priority Regulator for Photovoltaic Systems", IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol. EC-4,. No. 3, 308-313.
6. Altaş İ. H., Sharaf A.M., (1991), "A Solar Powered Permanent Magnet DC Motor Drive Scheme", The Proceedings of 17th Annual Conference of the Solar Energy Society of Canada, June 21- 26, Toronto, Ontario, 65-70.
7. Yao Y., Ramshaw R.S., Bustamante E., (1991), "A Review of Photovoltaic Models", Canadian Conf. on Electrical and Computer Eng., September 25-27, Quebec, Canada, 56.3.1-56.3.4.
8. ALTAŞ İ. H., SHARAF A. M., (1992), "A Chopper Controlled DC-Series Motor Drive System Powered From A Solar Cell Array", The proceedings of The Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, September 13-15, Toronto, Ontario, Canada, WA8.30.1-WA8.30.4. Altaş İ. H., Sharaf A. M., (1992), "A Fuzzy Logic Power Tracking Controller For A Photovoltaic Energy Conversion Scheme", Electric Power Systems Research Vol.25, No.3, 227-238.

9. Altaş İ.H., Sharaf A.M., (1996), "A Novel On-Line MPP Search Algorithm For PV Arrays", IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 11, No. 4, 748-754.
10. Altın V., (2004), “Güneş Enerjisinden Yararlanılarak Elektrik Üretimi”, Mimar ve Mühendis Dergisi, 33, 28-31.
11. Ay, S., (2008). “Elektrik Enerjisi Ekonomisi” Birsen Yayın Evi.
12. Batman A. M., (2001), “Elekrik Üretimi İçin Güneş Pillerinin Kullanımında Verimi Arttırıcı Yeni Bir Yöntem”, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
13. Jacovides C. P., Steven M.D., Asımakopoulos D. N., (2000), “Spectral Solar İrradiance And Some Optical Properties For Various Polluted Atmospheres”, Solar Energy, 69, 3, 215-227.
14. Beklergül M. (2006), “Tork Kontrollü Bir Fazlı Kondansatör Startlı Motorun Güneş Enerjisiyle Çalıştırılması”, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
15. Rannels J., (2000), “The DOE Office Of Solar Energy Technologies Vision For Advancing Solar Technologies in The New Millennium”, Solar-Energy, 69, 5, 363-368.
16. Iliceto A., Sardı L., (1996), “Electricity From The Sun : The Largest Photovoltaic Plants in Operation in Italy”, Renewable Energy, 8, 77-84.
17. Smith P. A., (1994). “Value Of Solar Thermal and Photovoltaic Power Plants to Arizona Public Service Company”, Solar Engineering ASME-JSES-JSME Int. Solar Energy Conference, 6176
18. Stern M. J., WEST R. T., (1996), “Development Of A Low Cost Integrated 15 kW A.C. Solar Tracking Sub-Array For Grid Connected PV Power System Applications”, Conference Record Of The IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 1369-1372.
19. Osborn D.E., (1994). “Utility Implementation Of Grid-Connected Photovoltaics”, Proceedings Of The 1994 ASME/JSMEJSES International Solar Energy Conference, 413-419.
20. Erdem Z., (2009), “Maksimum Güç İzleyicisi Tasarımı”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi.
21. Karamanav M., (2007), “Güneş Enerjisi Ve Güneş Pilleri”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
22. Rauschenbach H.S., (1980). “Solar Cell Array Design Handbook-The Principles and Technology of Photovoltaic Energy Conversion”, Van Nostrand Reinhold Company.
23. Başol D., Yavuz A., (2012), Güneş Pilleri, Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi.
24. C. C. Hua, C. M. Shen, (1998), “study of maximum power tracking technicques and control of dc-dc converers for PV system”,Proc. of 29th annual IEEE Power electronics spec. Con vol. 1, 86A. Chaouachi, R.M. Kamel, and K. Nagasaka, (2010), “MPPT Operation for PV Grid-connected System using RBFNN and Fuzzy Classification”,World Academy of Science, Engineering and Technology 65, 97-105.
25. N. Pandiarajan, R.M., (2011), “Mathematical Modeling of Photovoltaic Module with Simulink”, 2011 1st International Conference on Electrical Energy Systems, 258-263.