mejorando la eficiencia de los módulos fotovoltaicos parcialmente sombreados sin diodos de derivación
Autores: Tarabsheh, Anas Al; Akmal, Muhammad; Ghazal, Mohammed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
mejorando la eficiencia de los módulos fotovoltaicos parcialmente sombreados sin diodos de derivación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Módulos fotovoltaicos
Diodos de derivación
Sombreado parcial
Circuitos externos
Corriente de salida
Modos de operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Los módulos fotovoltaicos (PV) incluyen diodos de derivación para limitar la formación de puntos calientes. Sin embargo, sufren una reducción en el rendimiento en presencia de sombreado parcial. Este documento propone una circuitaría externa para controlar el tipo de conexión (serie/paralelo) de las células PV a través de un par de interruptores de encendido/apagado, lo que resulta en tres modos de operación diferentes. El modo 1 representa las típicas 36 células conectadas en serie, mientras que el modo 2 representa dos cadenas conectadas en paralelo, y el modo 3 maximiza la corriente de salida donde las cuatro cadenas están conectadas en paralelo. Los valores añadidos de este enfoque son que (1) la corriente de salida del módulo PV puede incrementarse sin necesidad de un convertidor buck-boost y (2) el sombreado parcial tiene menos impacto en la potencia de salida que la adopción de diodos de derivación. Este trabajo muestra que al simular tres módulos PV monocristalinos (120 W, 200 W y 241 W), compuestos por 36, 60 y 72 células conectadas en serie, pierden alrededor del 74% cuando una célula tiene un 80% de sombreado en ausencia de diodos de derivación. La aplicación de un diodo de derivación para cada par de cadenas en el módulo PV mejora esta disminución a 61,89%, 40,66% y 39,47%, respectivamente. De acuerdo con nuestro enfoque propuesto, esta pérdida de potencia puede reducirse significativamente a 19,59%, 50% y 50,01% para los tres módulos PV, respectivamente, lo que representa más de una mejora del 42% en comparación con los diodos de derivación.
Descripción
Los módulos fotovoltaicos (PV) incluyen diodos de derivación para limitar la formación de puntos calientes. Sin embargo, sufren una reducción en el rendimiento en presencia de sombreado parcial. Este documento propone una circuitaría externa para controlar el tipo de conexión (serie/paralelo) de las células PV a través de un par de interruptores de encendido/apagado, lo que resulta en tres modos de operación diferentes. El modo 1 representa las típicas 36 células conectadas en serie, mientras que el modo 2 representa dos cadenas conectadas en paralelo, y el modo 3 maximiza la corriente de salida donde las cuatro cadenas están conectadas en paralelo. Los valores añadidos de este enfoque son que (1) la corriente de salida del módulo PV puede incrementarse sin necesidad de un convertidor buck-boost y (2) el sombreado parcial tiene menos impacto en la potencia de salida que la adopción de diodos de derivación. Este trabajo muestra que al simular tres módulos PV monocristalinos (120 W, 200 W y 241 W), compuestos por 36, 60 y 72 células conectadas en serie, pierden alrededor del 74% cuando una célula tiene un 80% de sombreado en ausencia de diodos de derivación. La aplicación de un diodo de derivación para cada par de cadenas en el módulo PV mejora esta disminución a 61,89%, 40,66% y 39,47%, respectivamente. De acuerdo con nuestro enfoque propuesto, esta pérdida de potencia puede reducirse significativamente a 19,59%, 50% y 50,01% para los tres módulos PV, respectivamente, lo que representa más de una mejora del 42% en comparación con los diodos de derivación.