แบบจำลองคณิตศาสตร์แผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสารกึ่งตัวนำแบบผลึกซิลิกอน
DOI:
https://doi.org/10.14456/rmutlengj.2018.5คำสำคัญ:
แบบจำลองคณิตศาสตร์, แผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสารกึ่งตัวนำแบบซิลิกอน, กราฟกระแสไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้า, กราฟกำลังงานไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้า, วงจรสมมูลทางไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์บทคัดย่อ
บทความวิจัยนี้ ได้พัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์แผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสารกึ่งตัวนำแบบซิลิกอนเพื่อใช้สำหรับงานวิเคราะห์ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการนำวงจรสมมูลทางไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาเขียนเป็น บล็อกไดอะแกรมด้วยโปรแกรม MATLAB/Simulink แล้วนำไปทดสอบหาค่าตัวแปรต่าง ๆ ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสารกึ่งตัวนำแบบซิลิกอนแบบผลึกเดี่ยวขนาด 30 วัตต์และ 100 วัตต์ และแบบผลึกผสมขนาด 150 วัตต์ และ 280 วัตต์ รวมทั้งสิ้น 4 แผง โดยเปรียบเทียบกับการวัดค่าตัวแปรต่าง ๆ ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยเครื่องวัด Solar analyzer ที่ค่าความเข้มของแสงอาทิตย์และอุณหภูมิที่แตกต่างกัน 5 ครั้งต่อแผง ผลการทดสอบพบว่า กราฟกระแสไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้า และกราฟกำลังงานไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากแบบจำลองคณิตศาสตร์มีรูปร่างใกล้เคียงกับกราฟที่ได้จากเครื่องมือวัด ส่วนค่าตัวแปรอื่น ๆ นั้นเมื่อนำมาหาค่าผิดพลาดเฉลี่ยแล้วพบว่า กระแสสูงสุดเฉลี่ยของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกผสมขนาด 280 วัตต์ มีค่าผิดพลาดเฉลี่ยมากที่สุดเท่ากับ 7.93 เปอร์เซ็นต์ โดยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 4.88 เปอร์เซ็นต์ และค่า Fill Factor (F.F.) ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั้ง 4 แผงมีค่าอยู่ระหว่าง 0.75 – 0.8 ทั้งที่วัดได้จากเครื่องมือวัดและจากแบบจำลองคณิตสาสตร์ที่สร้างขึ้น
Downloads
References
2. T. Salmi, M. Bouzguenda, A. Gastli and A. Masmoudi “MATLAB/Simulink Based Modeling of Solar Photovoltaic Cell” International Journal of Renewable Energy Research, Vol.2 No.2 2012.
3. M.Azzouzi, D.Popescu and M. Bouchahdane, “Modeling of Electrical Characteristic of Photovoltaic Cell Considering Single-Diode Model”, Journal of Clean Energy Technologies, Vol. 4, No. 6, November 2016, pp. 414-419.
4. B. Zaidi, I.Sanouane, C.Shekhar, “Simulation of single-diode Equivalent model of Polycrystalline Silicon Solar Cells”, International Journal of Materials Science and Applications, 31 August 2017.
5. H. Bellia, R. Youcef, Moulay Fatima, “A Detailed modeling of photovoltaic module using MATLAB”, NRIAG Journal of Astronomy and Geophysics, (2014), Vol. 3, pp. 53-61.
6. N. A.Zanial, A.man, A.Razaian Yusoft, “Modelling of Photovoltaic Module using MATLAB Simulink, Material Science and Engineering, Vol 114., 2016
7. H.Rezk, E.Hasaneen, “A new MATLAB/Simulink model of triple-junction solar cell and MPPT based on artificial neural networks for photovoltaic energy systems, Ain Shams Engineering Journal, 2015, Vol.6, pp. 873-881.
8. X.Hieu Nguyen, M.P. Nguyen, “Mathematical modeling of photovoltaic cell/module/arrays with tags in MATLAB/Simulink, Environmental Systems Research, 2015, 4-24.
9. S.Said, A.Massoud, M.Benammar and S.Ahmed “A Simulink-Based Photovoltaic Array Model Employing SimPowerSystem Toolbox” Journal of Energy and Power Engineering 6, December 2012.
10. G. Walker, "Evaluating MPPT converter topologies using a MATLAB PV model," Journal of Electrical & Electronics Engineering, Australia, IEA August, vol.21, No. 1, 2001, pp.49-56.