proiect ser badea

7/25/2019 Proiect Ser Badea

1/4

1

STUDIUL COMPARATIV AL CELULELOR FOTOVOLTAICE-

CONFIGURAII SERIE I PARALEL

Student: Liviu Ene, Prof. dr. ing. Badea Nicolae

Rezumat: n aceast lucrare sunt prezentate configuraiiale celulelor fotovoltaice. n funciede montarea acestora, exist trei tipuri de configuraii ale celulelor, configuraie serie,configuraie paralel, configuraie mixt. Aceste montri ale celulelor influeneaz parametriitensiunii i a curenilor.Vom prezenta modelul serie i paralel cu ajutorul soft-ului PSIM.

I) Introducere

Descrierea unui PV

Un panou fotovoltaic spre deosebire de un

panou solar termic transform energialuminoas din razele solare direct nenergie electric. Componentele principaleale panoului solar reprezint celulelesolare, ce sunt conectate n module deaproximativ 36 sau 72 de bucai.

Pentru a ndeplini condiiile impusede producerea de energie electric, celulelesolare se vor asambla n panouri solare.

Construcia panoului fotovoltaiceste, de obicei, dreptunghiular, suportul seconfecioneaz din aluminiu separat destructura laminat a celulelor cu

cptueal, avnd rolul de a nu permiteptrunderea umezelii n interior. CelulelePV sunt protejate de aciunea condiiilornefavorabile, care pot interveni pe

parcursul exploatrii: ploaie, grindin,zpad, praf.

II) Formularea problemei

Caracteristic i le tehnic e ale un ui PV

Un panou fotovoltaic estecaracterizat prin parametrii si electrici

cum ar fi: tensiunea de mers n gol saucurentul de scurt-circuit.

Panourile fotovoltaice se utilizeazseparat sau legate n baterii pentrualimentarea consumatorilor independenisau pentru generarea de cureni electrici celivreaz n reeaua public. ntruct celulaare o tensiune redus de ordiul 0,6V, iar un

panou trebuie s livreze tensiuni de minim12V celulele se pot conectea n:

Conexiunea serie a celulelor PV

Un exemplu de conectare a

celulelor n serie este przentat nFig.1.

Fig.1 Conectarea n serie a trei celule fotovoltaice

Celulele solare i modulele solaresunt conectate n serie pentru a producetensiuni totale mai mari.


2/4

2

Conexiun ea paralel a celulelor PV

n cazul conexiunii paralel toatecelulele au aceiai tensiune la borne, iar

curentul gruprii este suma curenilor labornele fiecarei celule individuale.Umbrirea sau defectarea uneia din celulele

gruparii nu scoate din funciune gruparea,aa cum se ntampl n cazul conexiuniiserie. Nu sunt aadar necesare msuri de

protecie suplimentare.

Fig.2 Conectarea n paralel a trei celule fotovoltaicesimilare

Conectarea mixt a celulelor PV

n figurade mai jos avem 9 celule

distribuite n 3 serii de celule conectate nparalel, fiecare serie conine la rndul ei 3celule, dup cum se poate observa:

Fig.3 Conectarea mixt a celulelor solare

Se utilizeaz aceast conectarepentru a produce tensiuni totale mai mari,

ct i curenimai mari.

III) Modelul matematic al celuleifotovoltaice

Modelul matematic al celulei

fotoelectrice se poate obine, plecnd de la

cel al jonciunii p-n. Se adaug curentulIph,proporional cu iluminarea i un termen ce

modeleaz fenomenele interne. Curentul Ifurnizat de celul se poate scrie:

n care:

Iph - fotocurent, sau curent generat prin

iluminare [A];

I0d- curent de saturaie [A];Rs- rezistena serie [];Rsh- rezistena paralel [];k- constanta lui Boltzmann

(k = 1,38.10-23);

q- sarcina electronului(q = 1,602.10-19C);

T- temperatura celulei (K).

Expresia de mai sus se poate

deduce din schema echivalent prezent nfig.4.

Fig.4 Schema echivalent a unei celule solare

Dioda modeleaz comportamentul celulein ntuneric.Sursa de curent modeleaza curentul Iph

generat prin iluminare.

Rezistentele modeleaza pierderileinterne:

rezistena serie Rs - modeleazpierderile ohmice ale materialului

rezistena paralel Rsh - modeleazcurenii parazii ce parcurg celula.

Ideal, se poate neglijaRsiIfaa deU, i slucreze cu un model simplificat:

]2.3[10sh

Tk

Uq

dphRUeIII

]1.3[10sh

sTk

IRUq

dphR

IRUeIII

s


3/4

3

Cum rezistena paralel este multmai mare dect rezistena serie, se poateneglija curentul prinRsh.

]3.3[10

TkUq

dph eIII

Astfel putem obine schemaechivalent simplificat care corespundecelulei ideale, ilustrat mai jos.

Fig.5 Schema echivalent simplificat a unei celulesolare

IV) Modelul de simulare

Fig.6 Schema de simulare serie n PSIM

Fig.7 Schema de simulare paralel n PSIM

V) Interpretarea rezultatelor

Fig.8 Curenii conexiunii serie

n Fig.7putem observa curenii modulelor,I1,I2, acesta din urm este reprezentatnegativ deoarece ampermetrul s-a montat

pe borna negativ a panoului, pentru a se

evita suprapunerea curenilor.Tensiuneacelulei pornete de la valoarea 0 i ajungepn la valoarea de 14,V.

Fig.9 Curenii conexiunii paralel

n Fig.8 observm c, curenii pe fiecaremodul au valoarea 0,1A reprezentai cuculoarea rou i albastru (curentul cu rouI1 nu se poate vedea deoarece este

suparapus cu cel albastru I2), iar suma lor

fiind reprezentat cu verde i avndvaloare 0,2A.

VI) Concluzii

Metoda de generare a curentului

electric prin intermediul sistemelor

fotovoltaice este o metod viabil i deviitor, aplicaiile n domeniu fiind ntr-ocontinu dezvoltare. Aceast metod are la

baz conversia energiei radiaiei solare nenergie electric.

n lucrarea de fa s-a realizat

studiul comparativ al celulelor fotovoltaiceserie i al celulelor fotovoltaice paralel.

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01

Time (s)

0

-0.05

-0.1

-0.15

-0.2

0.05

0.1

0.15

I1 I2


4/4

4

Configuraia serie este utilizatpentru mrirea valorii curentului, iarconfiguraia paralel pentru mrirea valoriitensiunii. Aceast observaie se poatevedea i n graficele obinute n urmasimulrii n PSIM

Bibliografie

Note de curs: Surse de energie regenerabile

N. Badea

http://www.docstoc.com/docs/73605491/C

onversia-energiei-solare-in-energie-

electrica

http://facultate.regielive.ro/referate/electrot

ehnica/panouri-solare-fotovoltaice-

235694.html

http://panourisolare.org/panouri-

fotovoltaice-notiuni-generale,
http://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electricahttp://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electricahttp://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electricahttp://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electricahttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://panourisolare.org/panouri-fotovoltaice-notiuni-generalehttp://panourisolare.org/panouri-fotovoltaice-notiuni-generalehttp://panourisolare.org/panouri-fotovoltaice-notiuni-generalehttp://panourisolare.org/panouri-fotovoltaice-notiuni-generalehttp://panourisolare.org/panouri-fotovoltaice-notiuni-generalehttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://facultate.regielive.ro/referate/electrotehnica/panouri-solare-fotovoltaice-235694.htmlhttp://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electricahttp://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electricahttp://www.docstoc.com/docs/73605491/Conversia-energiei-solare-in-energie-electrica

proiect ser badea

Documents