Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi

Yıl 2018, Cilt: 20 Sayı: 1, 341 - 354, 02.04.2018
https://doi.org/10.25092/baunfbed.411779

Öz

Bir fotovoltaik modülün performansını elde edebilmek için, modüle ait aydınlıktaki
akım-gerilim eğrisinin bilinmesi gereklidir. Bu çalışmada, akım-gerilim
eğrilerinin simülasyonunda kullanılan üç adet yöntem (analitik, iterasyona ve
tamamen modül bilgilerine dayalı) belirlenen ölçütlere göre
karşılaştırılmıştır. Bu ölçütler; doğruluk, hesaplama yükü, ilave bilgi/ekipman
gerekliliği ve uygulanabilirliktir. Bu karşılaştırma sayesinde fotovoltaik
kullanıcılar, hangi simülasyon yönteminin kendileri için daha uygun olacağına
karar verebileceklerdir. Elde edilen sonuçlara göre tamamen modül bilgilerine
dayalı yöntemler; sundukları yeterli doğruluk, sahip oldukları az hesaplama
yükü ve ilave bilgi/ekipmana gerek kalmadan akım-gerilim eğrilenin
simülasyonunu gerçekleştirdikleri için kullanıcılar açısından en uygulanabilir
yöntemlerdir.

Kaynakça

  • Şentürk, A., Yeni Bir Yöntem İle Kristal Silisyum Tabanlı Fotovoltaik Modüllerin Elektriksel Performansının Hesaplanması Ve Sıcaklık Katsayılarının (İç Ve Dış) Performansa Olan Etkisinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Muğla Sıtkı Kocman Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,Muğla, (2016).
  • Devabhaktuni, V., Alam, M., Depuru, S.S.S.R., Green, R.C., Nims, D. ve Near, C., Solar energy: Trends and enabling technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 19, 555–564, (2013).
  • Averbukh, M., Lineykin, S. ve Kuperman, A., Obtaining small photovoltaic array operational curves for arbitrary cell temperatures and solar irradiation densities from standard conditions data, Progress in Photovoltaics Research and Application, 21, 1016–1024, (2012).
  • Phang, J.C.H., Chan, D.S.H. ve Phillips, J.R., Accurate analytical method for the extraction of solar cell model parameters, Electronics Letters, 20, 406–408, (1984).
  • Chan, D.S.H. ve Phangd, J.C.H., Analytical Methods for the Extraction of Solar-Cell Single- and Double-Diode Model Parameters from I-V Characteristics, IEEE Transactions on Electron Devices, 34, 286–293, (1987).
  • Jia, Q.X., Ebihara, K. ve Ikegami, T., Analytical solution for solar cell model parameters from illuminated current-voltage characteristics, Philosophical Magazine Part B, 72, 375–382, (1995).
  • Siddiqui, M.U., Arif, A.F.M., Bilton, A.M., Dubowsky, S. ve Elshafei, M., An improved electric circuit model for photovoltaic modules based on sensitivity analysis, Solar Energy, 90, 29–42, (2013).
  • Cubas, J., Pindado, S. ve Victoria, M., On the analytical approach for modeling photovoltaic systems behavior, Journal of Power Sources, 247, 467–474, (2014).
  • Orioli, A. ve Di Gangi, A., A procedure to calculate the five-parameter model of crystalline silicon photovoltaic modules on the basis of the tabular performance data, Applied Energy, 102, 1160–1177, (2013).
  • Batzelis, E.I. ve Papathanassiou, S.A., A Method for the Analytical Extraction of the Single-Diode PV Model Parameters, IEEE Transactions on Sustainable Energy, 7, (2015).
  • Senturk, A. ve Eke, R., A new method to simulate photovoltaic performance of crystalline silicon photovoltaic modules based on datasheet values, Renewable Energy, 103, 58–69, (2017).
  • Lalwani, M., Kothari, D.P. ve Singh, M., Investigation of Solar Photovoltaic Simulation Softwares, International Journal of Applied Engineering Research, 1(3), 585–601, (2010).
  • Sharma, V., Kumar, A., Sastry, O.S. ve Chandel, S.S., Performance assessment of different solar photovoltaic technologies under similar outdoor conditions, Energy, 58, 511–518, (2013).
  • Shockley, W., The Theory of p-n Junctions in Semiconductors and p-n Junction Transistors, Bell Labs Technical Lournal, 28, 435–489, (1949).
  • Gow, J. A. ve Manning, C.D., Development of a photovoltaic array model for use in power-electronics simulation studies, IEEE Proceedings - Electric Power Applications, 146(2), 193-200, (1999).
  • Khanna, V., Das, B.K., Bisht, D. ve Singh, P.K., A three diode model for industrial solar cells and estimation of solar cell parameters using PSO algorithm, Renewable Energy, 78, 105–113, (2015).
  • Ma, T., Yang, H. ve Lu, L., Solar photovoltaic system modeling and performance prediction, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 36, 304–315, (2014).
  • Elbaset, A.A., Ali, H. ve Sattar, M.A., Novel seven-parameter model for photovoltaic modules, Solar Energy Materials and Solar Cells, 130, 442–455, (2014).
  • Jung, J.-H. ve Ahmed, S., Real-time simulation model development of single crystalline photovoltaic panels using fast computation methods, Solar Energy, 86, 1826–1837, (2012).
  • Chen, Y., Wang, X., Li, D., Hong, R., Shen, H., Parameters extraction from commercial solar cells I–V characteristics and shunt analysis, Applied Energy, 88, 2239–2244, (2011).
  • Ciulla, G., Lo Brano, V., Di Dio, V. ve Cipriani, G., A comparison of different one-diode models for the representation of I–V characteristic of a PV cell, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 32, 684–696, (2014).
  • Villalva, M.G., Gazoli, J.R. ve Filho, E.R., Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays, IEEE Transactions on Power Electronics, 24(5), 1198–1208, (2009).
  • Shongwe, S. ve Hanif, M., Comparative Analysis of Different Single-Diode PV Modeling Methods, IEEE Journal of Photovoltaics, 5, 938–946, (2015).
  • Humada, A.M., Hojabri, M., Mekhilef, S. ve Hamada, H.M., Solar cell parameters extraction based on single and double-diode models: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 56, 494–509, (2016).

Selection of method used to simulate current-voltage curves of photovoltaic modules

Yıl 2018, Cilt: 20 Sayı: 1, 341 - 354, 02.04.2018
https://doi.org/10.25092/baunfbed.411779

Öz

In order to obtain
photovoltaic performance of a photovoltaic module, it is essential to know its illuminated
current-voltage curve. In this, study, three methods (analytical, iterative and
solely based on datasheet) that used to simulate I-V curve were compared with
respect to particular criteria. These criteria are accuracy, calculation
burden, necessity of additional information/equipment and feasibility. This
comparison will help photovoltaic users to decide which simulation method is
more appropriate for them.  Obtained
results show that to simulate current-voltage curves methods solely based on
datasheet having quite accuracy, less calculation burden and no additional
information/equipment are most feasible according to photovoltaic users.

Kaynakça

  • Şentürk, A., Yeni Bir Yöntem İle Kristal Silisyum Tabanlı Fotovoltaik Modüllerin Elektriksel Performansının Hesaplanması Ve Sıcaklık Katsayılarının (İç Ve Dış) Performansa Olan Etkisinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Muğla Sıtkı Kocman Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,Muğla, (2016).
  • Devabhaktuni, V., Alam, M., Depuru, S.S.S.R., Green, R.C., Nims, D. ve Near, C., Solar energy: Trends and enabling technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 19, 555–564, (2013).
  • Averbukh, M., Lineykin, S. ve Kuperman, A., Obtaining small photovoltaic array operational curves for arbitrary cell temperatures and solar irradiation densities from standard conditions data, Progress in Photovoltaics Research and Application, 21, 1016–1024, (2012).
  • Phang, J.C.H., Chan, D.S.H. ve Phillips, J.R., Accurate analytical method for the extraction of solar cell model parameters, Electronics Letters, 20, 406–408, (1984).
  • Chan, D.S.H. ve Phangd, J.C.H., Analytical Methods for the Extraction of Solar-Cell Single- and Double-Diode Model Parameters from I-V Characteristics, IEEE Transactions on Electron Devices, 34, 286–293, (1987).
  • Jia, Q.X., Ebihara, K. ve Ikegami, T., Analytical solution for solar cell model parameters from illuminated current-voltage characteristics, Philosophical Magazine Part B, 72, 375–382, (1995).
  • Siddiqui, M.U., Arif, A.F.M., Bilton, A.M., Dubowsky, S. ve Elshafei, M., An improved electric circuit model for photovoltaic modules based on sensitivity analysis, Solar Energy, 90, 29–42, (2013).
  • Cubas, J., Pindado, S. ve Victoria, M., On the analytical approach for modeling photovoltaic systems behavior, Journal of Power Sources, 247, 467–474, (2014).
  • Orioli, A. ve Di Gangi, A., A procedure to calculate the five-parameter model of crystalline silicon photovoltaic modules on the basis of the tabular performance data, Applied Energy, 102, 1160–1177, (2013).
  • Batzelis, E.I. ve Papathanassiou, S.A., A Method for the Analytical Extraction of the Single-Diode PV Model Parameters, IEEE Transactions on Sustainable Energy, 7, (2015).
  • Senturk, A. ve Eke, R., A new method to simulate photovoltaic performance of crystalline silicon photovoltaic modules based on datasheet values, Renewable Energy, 103, 58–69, (2017).
  • Lalwani, M., Kothari, D.P. ve Singh, M., Investigation of Solar Photovoltaic Simulation Softwares, International Journal of Applied Engineering Research, 1(3), 585–601, (2010).
  • Sharma, V., Kumar, A., Sastry, O.S. ve Chandel, S.S., Performance assessment of different solar photovoltaic technologies under similar outdoor conditions, Energy, 58, 511–518, (2013).
  • Shockley, W., The Theory of p-n Junctions in Semiconductors and p-n Junction Transistors, Bell Labs Technical Lournal, 28, 435–489, (1949).
  • Gow, J. A. ve Manning, C.D., Development of a photovoltaic array model for use in power-electronics simulation studies, IEEE Proceedings - Electric Power Applications, 146(2), 193-200, (1999).
  • Khanna, V., Das, B.K., Bisht, D. ve Singh, P.K., A three diode model for industrial solar cells and estimation of solar cell parameters using PSO algorithm, Renewable Energy, 78, 105–113, (2015).
  • Ma, T., Yang, H. ve Lu, L., Solar photovoltaic system modeling and performance prediction, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 36, 304–315, (2014).
  • Elbaset, A.A., Ali, H. ve Sattar, M.A., Novel seven-parameter model for photovoltaic modules, Solar Energy Materials and Solar Cells, 130, 442–455, (2014).
  • Jung, J.-H. ve Ahmed, S., Real-time simulation model development of single crystalline photovoltaic panels using fast computation methods, Solar Energy, 86, 1826–1837, (2012).
  • Chen, Y., Wang, X., Li, D., Hong, R., Shen, H., Parameters extraction from commercial solar cells I–V characteristics and shunt analysis, Applied Energy, 88, 2239–2244, (2011).
  • Ciulla, G., Lo Brano, V., Di Dio, V. ve Cipriani, G., A comparison of different one-diode models for the representation of I–V characteristic of a PV cell, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 32, 684–696, (2014).
  • Villalva, M.G., Gazoli, J.R. ve Filho, E.R., Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays, IEEE Transactions on Power Electronics, 24(5), 1198–1208, (2009).
  • Shongwe, S. ve Hanif, M., Comparative Analysis of Different Single-Diode PV Modeling Methods, IEEE Journal of Photovoltaics, 5, 938–946, (2015).
  • Humada, A.M., Hojabri, M., Mekhilef, S. ve Hamada, H.M., Solar cell parameters extraction based on single and double-diode models: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 56, 494–509, (2016).
Toplam 24 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Ali Şentürk

Yayımlanma Tarihi 2 Nisan 2018
Gönderilme Tarihi 31 Ekim 2017
Yayımlandığı Sayı Yıl 2018 Cilt: 20 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Şentürk, A. (2018). Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(1), 341-354. https://doi.org/10.25092/baunfbed.411779
AMA Şentürk A. Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. Temmuz 2018;20(1):341-354. doi:10.25092/baunfbed.411779
Chicago Şentürk, Ali. “Fotovoltaik modüllerin akım-Gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak Olan yöntemin seçimi”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20, sy. 1 (Temmuz 2018): 341-54. https://doi.org/10.25092/baunfbed.411779.
EndNote Şentürk A (01 Temmuz 2018) Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20 1 341–354.
IEEE A. Şentürk, “Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi”, BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi, c. 20, sy. 1, ss. 341–354, 2018, doi: 10.25092/baunfbed.411779.
ISNAD Şentürk, Ali. “Fotovoltaik modüllerin akım-Gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak Olan yöntemin seçimi”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20/1 (Temmuz 2018), 341-354. https://doi.org/10.25092/baunfbed.411779.
JAMA Şentürk A. Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 2018;20:341–354.
MLA Şentürk, Ali. “Fotovoltaik modüllerin akım-Gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak Olan yöntemin seçimi”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 20, sy. 1, 2018, ss. 341-54, doi:10.25092/baunfbed.411779.
Vancouver Şentürk A. Fotovoltaik modüllerin akım-gerilim eğrilerinin simülasyonunda kullanılacak olan yöntemin seçimi. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 2018;20(1):341-54.