انرژی خورشیدی(قسمت دوم)
در قسمت قبل راجع به تابش خورشیدی و بهینه سازی انرژی دریافتی از آن سخن گفتیم. در این بخش به شبیه سازی یک سیستم انرژی خورشیدی می پردازیم.
شبیه سازی (Simulation)
برای تحلیل یک سلول خورشیدی نیاز به یک مدل داریم. معمولا یک سلول با یک منبع جریان وابسته و یک دیود معکوس موازی مدل می شود. به این مدل، مدل تک دیودی گفته می شود.این مدل یک مدل ایدهال و بدون درنظر گرفتن تلفات است.اگر تلفات را نیز لحاظ کنیم ، یک مقاومت موازی برای مدل کردن جریان نشتی و یک مقاومت سری برای در نظر گرفتن تلفات سطوح در نظر می گیریم. این مدل در شکل زیر آمده است:
مقدار جریان مدل شده که در شکل با Iph نشان داده شده یک منبع جریان وابسته به مقدار تابش خورشید است. می توان معادلات این منبع را بر حسب پارامتر های سلول بدست آورد.در معادله زیر G,Gn تابش و تابش نامی خورشید هستند.
همچنین معادله جریان دیود به صورت زیر است:
یک ماژول خورشیدی از سری شدن تعداد زیادی سلول خورشیدی ایجاد می شود. در شکل زیر نحوه قرار گیری سلول ها در یک ماژول نشان داده شده است.
می توان با همان مدل تک دیود که بیان کردیم یک سلول خورشیدی را شبیه سازی کرد و مشخصه های جریان و ولتاژ آن را رسم کرد.برای شبیه سازی ماژول نیز میتوان از سری کردن مدل تک دیود استفاده کرد.
مشخصه i-v یک سلول برای تابش های مختلف در شکل زیر آمده است:
پس از شبیه سازی یک ماژول خورشیدی اگر مشخصه توان را بر حسب ولتاژ رسم کنیم ، می بینیم که یک مشخصه سهمی مانند با یک نقطه ماکزیمم بدست می آید. به این نقطه ماکزیمم MPP یا MAXIMUM POWER POINT گفته می شود.
این نقطه به پارامتر های غیر خطی مانند شدت تابش ، زاویه تابش و … بستگی دارد. این نقطه روی نمودار جریان – ولتاژ ، نقطه ای است که ضرب I , v در آن نقطه حداکثر می شود.
در قسمت بعد درباره این نقطه و حداکثر کردن توان دریافتی از سیستم خورشیدی صحبت خواهیم کرد.
نویسنده : امین رضا خواجه حیدری