PL222546B1 - Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego - Google Patents
Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznegoInfo
- Publication number
- PL222546B1 PL222546B1 PL398117A PL39811712A PL222546B1 PL 222546 B1 PL222546 B1 PL 222546B1 PL 398117 A PL398117 A PL 398117A PL 39811712 A PL39811712 A PL 39811712A PL 222546 B1 PL222546 B1 PL 222546B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- input
- control unit
- cell
- current
- voltage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
(51) Int.Cl.
(21) Numer zgłoszenia: 398117
G01R 31/28 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 15.02.2012
Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: 19.08.2013 BUP 17/13 | (73) Uprawniony z patentu: AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2016 WUP 08/16 | (72) Twórca(y) wynalazku: ROBERT STALA, Kraków, PL |
| (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Małgorzata Geissler |
PL 222 546 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób symulacji i elektroniczny układ do symulacji charakterystyk napięciowo-prądowych ogniw i paneli fotowoltaicznych.
W polskim opisie patentowym P. 193852 pt. Sposób symulacji pracy generatora fotowoltaicznego, opisano sposób i prosty układ, w którym z obcego źródła wymusza się przepływ prądu przez obciążenie i element o zewnętrznej charakterystyce prądowo-napięciowej odpowiadającej zewnętrznej charakterystyce prądowo-napięciowej ciemnej generatora, a wartość prądu jest równa wartości prądu zwarcia generatora, odpowiadającej założonemu natężeniu promieniowania.
Sposób symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego, według wynalazku, polega na podaniu z zasilacza sterowanego do odbiornika, napięcia ogniwa będącego funkcją prądu ogniwa dla zadawanych wartości napięcia ogniwa nieobciążonego i prądu zwarcia.
Istotą sposobu jest to, że wartość napięcia ogniwa steruje się za pomocą zespołu sterującego, w którym mnoży się wartość sygnału napięcia ogniwa nieobciążonego przez iloraz różnicy pomiędzy sygnałem prądu zwarcia a sygnałem prądu ogniwa, dzielonej przez różnicę pomiędzy sygnałem prądu zwarcia a sygnałem prądu ogniwa mnożonym przez współczynnik wzmocnienia prądowego. Prąd ogniwa mierzy się na wyjściu zasilacza sterowanego i sygnał prądu ogniwa odpowiadający jego wartości podaje się do zespołu sterującego. Wartości sygnałów napięcia ogniwa nieobciążonego i prądu zwarcia zadaje się w zespole sterującego.
Istotą układu do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego, według wynalazku, jest to, że zespół sterujący jest połączony z zasilaczem sterowanym, na którego wyjściu, stanowiącym zasilanie odbiornika włączony jest czujnik prądu, a ten czujnik prądu połączony jest zwrotnie z wejściem pomiarowym zespołu sterującego. Zespół sterujący ma zadajnik napięcia ogniwa nieobciążonego połączony z pierwszym wejściem elementu mnożącego. Zespół sterujący ma również zadajnik prądu zwarcia połączony z pierwszym wejściem pierwszego sumatora i równocześnie z pierwszym wejściem drugiego sumatora. Wejście pomiarowe zespołu sterującego połączone jest z drugim wejściem pierwszego sumatora i równocześnie poprzez wzmacniacz z drugim wejściem drugiego sumatora. Wyjście pierwszego sumatora połączone jest z pierwszym wejściem elementu dzielącego, a wyjście drugiego sumatora połączone jest z drugim wejściem elementu dzielącego, zaś wyjście elementu dzielącego połączone jest z drugim wejściem elementu mnożącego. Wyjście elementu mnożącego jest wyjściem zespołu sterującego i połączone jest z wejściem zasilacza sterowanego.
W rozwiązaniu, według wynalazku, symulowane napięcie ogniwa o zadanej charakterystyce podawane jest do odbiornika z zasilacza sterowanego symulującego ogniwo fotowoltaiczne. Zasilacz ten sterowany jest sygnałem napięciowym wytwarzanym przez zespół sterujący na podstawie prądu ogniwa, mierzonego czujnikiem na wyjściu zasilacza sterowanego, oraz zadawanych wartości napięcia nieobciążonego ogniwa fotowoltaicznego i prądu zwarcia ogniwa fotowoltaicznego.
Zespół sterujący realizuje funkcję, opisaną powyżej w istocie rozwiązania, którą można również określić wzorem:
| _TJ ^sc ιΡν) Upy — Uoc łJsc-Gipy) | |
| ipv | prąd ogniwa |
| upv | napięcie ogniwa |
| Isc | prąd zwarcia |
| Uoc | napięcie ogniwa nieobciążonego |
| G | współczynnik wzmocnienia |
Obliczenia mogą być realizowane z zakresie wartości prądu lpv od zera do Isc przy współczynniku G mniejszym od jedności.
Techniczna realizacja odbywa się na sygnałach o wielkościach odpowiadających wartościom prądów i napięć przedstawionych we wzorze.
Zaletą wynalazku jest prosty do realizacji układ, który charakteryzuje się niskim stopniem komplikacji, co daje możliwości szybkiej symulacji z wykorzystaniem niewielkiej ilości elementów elektronicznych oraz daje możliwość prowadzenia szybkich obliczeń. Układ może być realizowany w układzie analogowym lub cyfrowym, takim jak procesor sygnałowy lub FPGA.
Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest schematem blokowym układu symulacji, a fig. 2 schematem zespołu sterującego.
PL 222 546 B1
W pokazanym przykładzie układ ma zespół sterujący (ZS) połączony z zasilaczem sterowanym (ZL), na którego wyjściu, stanowiącym zasilanie odbiornika (Odb) włączony jest czujnik prądu (pi) połączony zwrotnie z wejściem pomiarowym (weS) zespołu sterującego (ZS). Zespół sterujący (ZS) ma zadajnik napięcia ogniwa nieobciążonego (ZUos) połączony z pierwszym wejściem elementu mnożącego (4). Ma również zadajnik prądu zwarcia (ZIsc) połączony z pierwszym wejściem pierwszego sumatora (1) i równocześnie z pierwszym wejściem drugiego sumatora (2). Wejście pomiarowe (weS) zespołu sterującego (ZS) połączone jest z drugim wejściem (2) i równocześnie poprzez wzmacniacz (5) z drugim wejściem drugiego sumatora (2), Wyjście pierwszego sumatora (1) połączone jest z pierwszym wejściem elementu dzielącego (3), a wyjście drugiego sumatora (2) połączone jest z drugim wejściem elementu dzielącego (3), zaś wyjście elementu dzielącego (3) połączone jest z drugim wejściem elementu mnożącego (4). Wyjście elementu mnożącego (4) jest wyjściem zespołu sterującego (ZS) i połączone jest z wejściem zasilacza sterowanego (ZL). Sumatory realizują funkcję odejmowania.
Działanie tego układu polega na podaniu do odbiornika z zasilacza sterowanego, symulującego ogniwo fotowoltaiczne, napięcia ogniwa (upv) będącego funkcją prądu ogniwa (ipv) fotowoltaicznego dla zadawanych wartości napięcia ogniwa nieobciążonego (Uoc) i prądu zwarcia (Isc). Wartość napięcia (upv) ogniwa steruje się sygnałem napięciowym (Supv) wytwarzanym przez zespół sterujący. W zespole sterującym (ZS) mnoży się wartość sygnału napięcia ogniwa nieobciążonego (SUoc) przez iloraz różnicy pomiędzy sygnałem prądu zwarcia (Slsc) a mierzonym sygnałem prądu ogniwa (Sipv) dzielonej przez różnicę pomiędzy sygnałem prądu zwarcia (Slsc) a sygnałem prądu ogniwa (Sipv) mnożonym przez współczynnik wzmocnienia. Prąd ogniwa (ipv) mierzy się na wyjściu zasilacza sterowanego (ZL) i odpowiadający jego wartości sygnał prądu ogniwa (Sipv) podaje się do zespołu sterującego (ZS). Wartości sygnałów napięcia ogniwa nieobciążonego (SUoc) i prądu zwarcia (Slsc) zadaje się w zespole sterującym (ZS).
Wykaz oznaczeń na rysunku
ZS zespół sterujący
ZL zasilacz sterowany pi czujnik prądu pu czujnik napięcia
Odb odbiornik
ZUoc zadajnik napięcia ogniwa nieobciążonego
ZIsc zadajnik prądu zwarcia we S wejście pomiarowe zespołu sterującego upv napięcie ogniwa ipv prąd ogniwa
Supv sygnał napięciowy
Sipv sygnał prądowy
Slsc sygnał prądu zwarcia
SUoc sygnał napięcia ogniwa nieobciążonego pierwszy sumator drugi sumator element dzielący element mnożący wzmacniacz
PL 222 546 B1
Claims (2)
1. Sposób symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego, znamienny tym, że do odbiornika podaje się napięcia ogniwa (Upv) z zasilacza sterowanego (ZL), który to zasilacz steruje się sygnałem napięciowym (Supv) z zespołu sterującego (ZS), zaś do zespołu sterującego (ZS) przesyła się sygnał prądu ogniwa (Sipv), który mierzy się za pomocą czujnika prądu (pi) w obwodzie odbiornika (Odb) i równocześnie do zespołu sterującego (ZS) podaje się wartość sygnału napięcia ogniwa nieobciążonego (SUoc) za pomocą zadajnika napięcia ogniwa nieobciążonego (ZUoc) oraz sygnału prądu zwarcia (Slsc) za pomocą zadajnika prądu zwarcia (ZIsc), przy czym do uzyskania sygnału napięciowego (Supv) w zespole sterującym (ZS) mnoży się wartość sygnału napięcia ogniwa nieobciążonego (SUoc) przez iloraz różnicy pomiędzy sygnałem prądu zwarcia (Slsc) a sygnałem prądu ogniwa (Sipv), dzielonej przez różnicę pomiędzy sygnałem prądu zwarcia (Slse) a sygnałem prądu ogniwa (Sipv) mnożonym przez współczynnik wzmocnienia.
2. Układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego, znamienny tym, że zespół sterujący (ZS) jest połączony z zasilaczem sterowanym (ZL), na którego wyjściu, stanowiącym zasilanie odbiornika (Odb) włączony jest czujnik prądu (pi) a ten czujnik prądu połączony jest zwrotnie z wejściem pomiarowym (weS), zespołu sterującego (ZS), przy czym zespół sterujący (ZS) ma zadajnik napięcia ogniwa nieobciążonego (ZUoc), połączony z pierwszym wejściem elementu mnożącego (4), oraz ma zadajnik prądu zwarcia (ZIsc) połączony z pierwszym wejściem pierwszego sumatora (1) i równocześnie z pierwszym wejściem drugiego sumatora (2), ponadto wejście pomiarowe (weS) zespołu sterującego (ZS) połączone jest z drugim wejściem pierwszego sumatora (1) i równocześnie poprzez wzmacniacz (5) z drugim wejściem drugiego sumatora (2), natomiast wyjście pierwszego sumatora (1) połączone jest z pierwszym wejściem elementu dzielącego (3), a wyjście drugiego sumatora (2) połączone jest z drugim wejściem elementu dzielącego (3), zaś wyjście elementu dzielącego (3) połączone jest z drugim wejściem elementu mnożącego (4), przy czym wyjście elementu mnożącego (4) jest wyjściem zespołu sterującego (ZS).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL398117A PL222546B1 (pl) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL398117A PL222546B1 (pl) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL398117A1 PL398117A1 (pl) | 2013-08-19 |
| PL222546B1 true PL222546B1 (pl) | 2016-08-31 |
Family
ID=48951757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL398117A PL222546B1 (pl) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL222546B1 (pl) |
-
2012
- 2012-02-15 PL PL398117A patent/PL222546B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL398117A1 (pl) | 2013-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shen et al. | Spatially resolved photoluminescence imaging of essential silicon solar cell parameters and comparison with CELLO measurements | |
| Jung et al. | Output characteristics of PV module considering partially reverse biased conditions | |
| Sher et al. | A new sensorless hybrid MPPT algorithm based on fractional short-circuit current measurement and P&O MPPT | |
| Wang et al. | High-accuracy maximum power point estimation for photovoltaic arrays | |
| Toledo et al. | Analytical resolution of the electrical four-parameters model of a photovoltaic module using small perturbation around the operating point | |
| Rusirawan et al. | Identification of model parameters of the photovoltaic solar cells | |
| Rivai et al. | Binary‐based tracer of photovoltaic array characteristics | |
| Liu | Solar cell simulation model for photovoltaic power generation system | |
| Frühauf et al. | DLIT-versus ILIT-based efficiency imaging of solar cells | |
| PL222546B1 (pl) | Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki napięciowo-prądowej ogniwa fotowoltaicznego | |
| PL222545B1 (pl) | Sposób symulacji i układ do symulacji charakterystyki prądowo-napięciowej ogniwa fotowoltaicznego | |
| Shen et al. | Spatially resolved photoluminescence imaging of essential silicon solar cell parameters | |
| Höffler et al. | Short-circuit current density imaging via PL image evaluation based on implied voltage distribution | |
| Li et al. | A novel method to eliminate the measurement artifacts of external quantum efficiency of multi-junction solar cells caused by the shunt effect | |
| Jung et al. | Classification conditions of cells to reduce cell-to-module conversion loss at the production stage of PV modules | |
| Giesecke et al. | Carrier lifetime from dynamic electroluminescence | |
| Wong et al. | Differential electroluminescence imaging and the current transport efficiency of silicon wafer solar cells | |
| Frühauf et al. | Description of the local series resistance of real solar cells by separate horizontal and vertical components | |
| Balato et al. | Simulation and Laboratory Characterization of a Hybrid MPPT technique based on the Fast Estimate of the Maximum Power Voltages in PV applications | |
| CN110557092B (zh) | 太阳能电池光电性能测试的辐照度补偿方法 | |
| Zavorotnyi et al. | The laboratory tester of solar cells with dynamic reconfigutration of measuring system | |
| Augarten et al. | Calculation of the TCO sheet resistance in thin film modules using electroluminescence imaging | |
| Fecher et al. | Loss analysis on CIGS-modules by using contactless, imaging illuminated lock-in thermography and 2D electrical simulations | |
| Newaz et al. | Benchtop Testing Method for MPPT Functionality of Solar Charge Controller | |
| Ren et al. | A luminescence-based interpolation method for series resistance imaging in thin film solar cells |