В этом примере показано, как реализовать эффекты затенения на солнечных фотоэлектрических установках или модулях. Блок солнечной станции создается на Simscape™ языке. Затенение на солнечной установке или модуле происходит, когда солнечное излучение не является однородным для всех солнечных фотоэлектрических модулей или элементов. Этот пример можно использовать для изучения влияния затенения и температуры соединения фотоэлектрических элементов на большой взаимосвязанной солнечной установке или одном модуле фотоэлектрических батарей. Чтобы повысить максимальную мощность и защитить солнечную панель от перегрева, блок солнечной установки содержит байпасные и блокирующие диоды. Для определения затенения задайте значения параметров «Облучение» и «Температура».
На этом рисунке показан блок солнечной установки. Блок Солнечной станции состоит из Np строки с параллельным соединением. Каждая строка содержит Ns последовательно соединенные солнечные фотоэлектрические модули.
Блок Солнечной станции состоит из Ns*Np Модули PV. Каждый солнечный PV модуль состоит из Np_cell строки с параллельным соединением, и каждая строка содержит Ns_cell ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Блок солнечного элемента из библиотеки Simscape™ Electrical™ моделирует строки солнечного элемента. Чтобы указать размер модуля PV, определите количество ячеек, Ns_cell и Np_cell, в модулях. Для тиражирования коммерчески доступной солнечной панели параметры солнечного фотоэлектрического модуля получают непосредственно из спецификации производителя солнечной панели. Дополнительные сведения о параметризации на основе спецификации изготовителя см. в примере Simscape Electrical «ee _ solar _ panel».
Блок солнечной установки содержит как байпасные, так и блокирующие диоды. Блок диода из библиотеки фонда Simscape моделирует диоды защиты. Для обхода солнечного PV-модуля в колонне, не обладающей достаточным излучением для поддержания тока солнечного PV-ряда, через PV-модули подключаются обходные диоды. Блокирующие диоды изолируют солнечную цепь PV, которая имеет более низкое напряжение. Защитные диоды улучшают выходную мощность и срок службы солнечного PV-модуля.
Установите параметр Тип защиты солнечного модуля (Solar module protection type), чтобы указать диоды защиты на солнечной станции: * Без защитного диода - Солнечная установка не имеет байпасных и блокирующих диодов. * Только байпасный диод между модулями - Солнечная установка имеет байпасный диод на каждом PV-модуле во всех солнечных струнах, но не имеет блокирующих диодов между солнечными PV-струнами. * Оба байпасных диода и последовательных модульных струн блокируют диод - Солнечная установка имеет оба защитных диода.
Количество последовательно соединенных модулей, Ns - количество последовательно соединенных солнечных PV-модулей в строке, указанное как положительное целое число. Это значение должно быть больше 0.
Число параллельно соединенных строк модулей, Np - число параллельно соединенных солнечных ПВ строк, указанных как положительное целое число. Это значение должно быть больше 0.
Облучение (Ns, Np) - солнечное облучение каждого солнечного PV-модуля. Предполагается, что солнечное излучение является однородным для всех солнечных элементов в PV-модуле. Матрица должна иметьNs строки и Np столбцы. Каждый элемент в матрице должен быть больше или равен 0.
Температура элемента (Ns, Np) - температура соединения солнечного элемента на каждом солнечном PV-модуле. Предполагается, что температура соединения одинакова для всех солнечных элементов в PV-модуле. Матрица должна иметьNs строки и Np столбцы.
Число последовательных элементов, Ns_cell - количество последовательно соединенных солнечных элементов в солнечном PV-модуле, указанное как положительное целое число. Это значение должно быть больше 0.
Число параллельных строк элементов, Np_cell - число параллельно соединенных строк солнечных элементов в PV-модуле, указанное как положительное целое число. Это значение должно быть больше 0.
Дополнительные сведения о других параметрах см. на страницах документации по блокам диодов и солнечных батарей.
Блок Solar Plant можно настроить для изучения эффектов затенения как в солнечных фотоэлектрических установках, так и в фотоэлектрических модулях. Чтобы изучить эффекты штриховки в единственной солнечной группе ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ, определите Номер серийных клеток, Ns_cell и Количества параллельных последовательностей клетки, параметров Np_cell к 1. Для определения количества солнечных элементов в солнечной панели задайте значения Количество последовательно соединенных модулей, Ns и Количество параллельно соединенных строк модулей, параметры Np. Матрица излучения (Ns, Np) и параметры матрицы температуры ячейки (Ns, Np) используются для определения значений излучения и температуры в каждой солнечной батарее в солнечной панели. Чтобы настроить область поля затенения, укажите соответствующие параметры блока солнечной установки Ns, Np, Ns_cell и Np_cell. Можно также использовать параметры Ns_cell и Np_cell для определения кластера PV-ячейки, которая обладает равномерным излучением и температурой. Параметры Ns и Np можно использовать для определения количества кластеров ячеек, имеющих различную облученность и температуру.
Предполагается, что все солнечные элементы одинаковы по всей солнечной станции.
На графике ниже показана кривая I-V и P-V солнечной установки с равномерным излучением и температурой. Предполагается, что температура соединения одинакова для солнечной установки.
Cell junction temperature in degC, maximum power point current in A, voltage in V and Power in W
JuntionTemperature MaximumCurrent MaximumVoltage MaximumPower
__________________ ______________ ______________ ____________
25 12.156 90.226 1096.8
50 11.981 81.117 971.88
На графике ниже показана кривая I-V и P-V солнечной установки с различным излучением (облучение Mat) на солнечном PV-модуле без защитных диодов. Предполагается, что температура соединения одинакова для солнечной установки. Наблюдается значительное снижение максимальной выходной мощности солнечной установки.
Cell junction temperature in degC, maximum power point current in A, voltage in V and Power in W
JuntionTemperature MaximumCurrent MaximumVoltage MaximumPower
__________________ ______________ ______________ ____________
25 5.5836 94.78 529.21
50 5.5517 85.297 473.55
На графике ниже показана кривая I-V и P-V солнечной установки с различным излучением (облучение Mat) через солнечные PV модули с только байпасными диодами. Предполагается, что температура соединения одинакова по всей солнечной станции. График и таблица ниже показывают улучшение максимальной выходной мощности. Многие локальные максимумы выходной мощности наблюдаются с байпасным диодом. Этот эффект очень важен при оценке производительности алгоритма отслеживания точек максимальной мощности (MPPT).
На графике ниже показано, что вблизи самого высокого напряжения (большой резистивной нагрузки) все три ПВ-модуля в солнечных ПВ-нитках подают питание. В диапазоне среднего напряжения был обойден PV-модуль с наименьшим излучением, третий PV-модуль в PV-строке. В нижнем диапазоне напряжения (с низким сопротивлением нагрузки) питание подают только PV-модули с самым высоким уровнем излучения. В этом примере это первый модуль PV, который подает питание на нагрузку, остальные два модуля PV обходятся диодом.
Cell junction temperature in degC, maximum power point current in A, voltage in V and Power in W
JuntionTemperature MaximumCurrent MaximumVoltage MaximumPower
__________________ ______________ ______________ ____________
25 9.4275 61.518 579.96
50 9.3418 55.307 516.66
На графике ниже показана кривая I-V и P-V солнечной установки с различным излучением (облучение Mat) через солнечные PV модули с обоими и блокирующими защитными диодами. Предполагается, что температура соединения одинакова по всей солнечной станции. В этом случае происходит снижение напряжения из-за падения напряжения на блокирующем диоде. Этот эффект также снижает максимальную выходную мощность.
Cell junction temperature in degC, maximum power point current in A, voltage in V and Power in W
JuntionTemperature MaximumCurrent MaximumVoltage MaximumPower
__________________ ______________ ______________ ____________
25 9.4227 60.944 574.26
50 9.3358 54.737 511.01
На графике ниже показана кривая I-V и P-V солнечной установки с защитным диодом и без него. Защитные диоды улучшают выходную мощность, но характеристики имеют множество локальных максимумов выходной мощности.
