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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVPKHP
Type: | Dissertação de Mestrado |
Title: | Reconnection patterns of photovoltaic cells to reduce power loss due to detrimental conditions |
Authors: | Alexander Eick Davies William de Lima Monteiro |
First Advisor: | Davies William de Lima Monteiro |
First Referee: | Wallace do Couto Boaventura |
Second Referee: | Wadaed Uturbey da Costa |
Abstract: | Células fotovoltaicas defeituosas ou com baixa iluminação em um array afetam a performance do painel inteiro. Por isso, neste trabalho, é investigado o melhor design de conexão entre células em diferentes situações de sombreamento. Assumindo que o painel suporta desconexões e reconexões de células vizinhas, foi desenvolvido um algoritmo que considera o modelo da célula e os efeitos deteriorantes, por exemplo, sombreamento. Além disso, uma metodologia foi elaborada para determinar o melhor padrão de conexão, aquele que resulta em menor perda de potência, durante a administração das células no array. Buscando validar o algoritmo, três conjuntos de simulações foram desenvolvidos para replicar possíveis cenários de sombreamento em um painel de 36 células conectado em séries-paralelas. Para cada caso, o algoritmo analizou a característica IV do painel e sugeriu o melhor padrão de conexão das células visando a maior potência possível nas condições presentes. Após os experimentos, observou-se que quando menos que 15, das 36 células fotovoltaicas, foram afetadas pelo sombreamento, o algoritmo foi capaz de reduzir a perda de potência. A redução foi de até 30%, quando comparado com a configuração padrão, e 20%, se comparado às conexões complexas. Para padrões de sombreamento em que 15 ou mais células fotovoltaicas foram afetadas a reconexão das células não resultou em redução de perda de potência.Apesar disso,o algoritmo é uma ferramenta promissora uma vez que, se instalados corretamente, os painéis fotovoltaicos sofrem apenas de sombreamento marginal. Conclui-se, portanto, que o algoritmo pode ser dinamicamente usado, em conjunto com interruptores e uma unidade de administração integrada no painel |
Abstract: | Defective or under illuminated photovoltaic (PV) cells on an array affect the performanceof the whole panel. In this work, the best connection design among cells is investigated for various shading situations. It is assumed that the photo-voltaic module enables internal disconnection and reconnection of neighboring cells. A methodology was developed to search the connection pattern that yields less power loss, assisted by an algorithm that takes into account the cell model and the effect of the degrading factors, e.g. shading, to manage the reconfiguration of the cells on the array. Three simulation sets were developed to mimic possible shading schemes in a 36 series-parallel-connected panel. For each case, the algorithm analyzed the IV-characteristics of the panel and suggested the best cell-connection pattern to achieve the highest power output under the current conditions. When less than 15 of the 36 PV cells were affected by shading, the algorithm was able to reduce the power loss due to shading by up to 30% when compared to the standard configuration and by up to 20% when compared to complex connection patterns. For shading patterns where 15 or more PV cells were affected, reconnection of the cells did not result in power loss reduction. However,if the PV panel isproperly laid, only marginal shading should be expected and therefore the algorithm is a promising tool to be used dynamically with switches and a management unit integrated to the panel. |
Subject: | Energia solar Engenharia elétrica Geração de energia fotovoltaica |
language: | Português |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVPKHP |
Issue Date: | 13-Nov-2017 |
Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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