بررسی اثرات دما، تابش و تشعشع بر مشخصه‌های الکتریکی سلول خورشیدی و دریافت حداکثر توان از یک پانل خورشیدی با استفاده از سیستم ردیاب نقطة ماکزیمم توان

طاهربانه, م.; فاسونیه چی, ع.; کرباسیان, ش.; امجدی فرد, ر.

بررسی اثرات دما، تابش و تشعشع بر مشخصه‌های الکتریکی سلول خورشیدی و دریافت حداکثر توان از یک پانل خورشیدی با استفاده از سیستم ردیاب نقطة ماکزیمم توان

نویسندگان

م. طاهربانه

ع. فاسونیه چی

ش. کرباسیان

ر. امجدی فرد

چکیده

در این مقاله اثرات عوامل مداری‌ـ محیطی بر دریافت حداکثر توان از سلول‌های خورشیدی سیلیکانی درمدارهای مختلف بررسی شده است. بررسی شامل اثرات تشعشع، تابش و حرارت بر مشخصه‌های الکتریکی سلول در دو مدار GEOو LEOاست. افزودن اثر تشعشع به مدل تک‌دیودی سلول، پیاده‌سازی مدل توسط نرم‌افزار MATLAB، تأیید مدل با داده‌های موجود، شبیه‌سازی اثر تشعشع در شرایط تابشی و دمایی AM0، GEOو LEOو مقایسة مشخصه ‌های سلول در BOLو EOL، نتایج این بررسی است. در سیستم‌های فتوولتائیک، هدف بالا بردن راندمان است که این کار با دستیابی به بیشترین توان خروجی آرایه‌های خورشیدی امکان‌پذیر است. برای نیل به این هدف ردیابی نقطة توان ماکزیمم آرایة خورشیدی، چه آرایة ثابت باشد و چه با حرکت خورشید هماهنگ و سنکرون باشد، ضروری است.بنابراین یک سیستم فتوولتائیک که قابلیت ردیابی خورشید و همچنین قابلیت انتقال سیستم به نقطة ماکزیمم توان را داشته باشد نیز طراحی و پیاده‌سازی شده است. ردیابی نقطة ماکزیمم توان با استفاده از الگوریتم Observation & Perturbationپیاده‌ سازی شده است و نتایج آن بررسی گردیده است. در انتها نتایج حاصل از ردیابی همزمان خورشید و نقطة ماکزیمم توان نیز ارائه شده است

کلیدواژه‌ها

سلول های خورشیدی

تشعشع

سیستم فتوولتائیک

LEO

geo

Perturbation & Observation

MPPT

Wertz J.R., and W.J. Larson, Space Mission Analysis and Design, KLUWER Academic Publications, 1991.
Luque A., and Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, John Wiley & Sons Ltd., August 2005.
Walker G.R., "Evaluating MPPT converter topologies using a MATLAB PV model", Journal of Electrical & Electronics Engineering, Australia, IEAust, Vol. 21, No. 1, pp. 49-56, 2001.
Masoum M.A.S., and M. Sarvi, “Design, Simulation and Construction of a New Fuzzy-Based Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic Application”.
ECSS-E-10-04A, “Space engineering: Space environment”, ESA Publications Division, 21 January 2000.
Gilmore D.G., Spacecraft Thermal Control Handbook, Vol.1: Fundamental Technologies, AIAA 2002.
“Earth Albedo and Emitted Radiation”, NASA Space Vehicle Design Criteria (Environment), NASA SP-8067, July 1971.
Howard J.W., and D.M. Hardage, "Spacecraft Environments Interactions: Space Radiation and its Effects on Electronic Systems", NASA/TP-1999-209373.
Patel M.R., Spacecraft Power Systems, CRC Press, 2005.
Jones P.A., S.F. White, T.J. Harvey, and B.S. Smith, “A High Specific Power Solar Array for Low to Mid-Power Spacecraft”, AEC, California 93117, Spectrolab Inc., California 91342-5373.
James B.F., O.W. Norton, and M.B. Alexander, “The Natural Space Environment: Effects on Spacecraft”, NASA reference publication 1350, MSFC, November 1994.
Space-Env.ESA.int/standards/ECSS/10-4a/ch09_d3.pdf
Anspaugh B.E., “Solar Cell Radiation Handbook, Addendum1:1982-1988”, JPL82-69, Add.1, Feb.15, 1989.
Anspaugh B.E., “GaAs Solar Cell Radiation Handbook”, JPL Publication 96-9, July 1, 1996.
Walters R.J., and T.L. Morton, “Displacement Damage Effects in Solar Cells-Mining Damage From the Microelectronics and Photonics Test Bed Space Experiment”, NASA/TP-2004–213338.
Pisacane V.L., Fundamental of Space Systems, 2^nd, Oxford University Press, 2005.
Castaner L., and Silvestre, Modeling Photovoltaic Systems Using PSpice, John Wiley, 2002.
Luque A., and Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, John Wiley, 2003.
Goetzberger A., J. Knobloch, and B. Voss, Crystalline Silicon Solar Cells, John Wiley, 1998.
Fatemi S., H.E. Pollard, H.Q. Hou, and P.R. Sharps, “Solar Array Trades Between Very High-Efficiency Multi-Junction and Si Space Solar Cells”, 28^th IEEE PVSC, Sep. 17-22, 2001.
Radziemska E., and Klugmann, “Thermally Affected Parameters of the Current-Voltage Characteristics of Silicon Photocell”, Energy Conversion & Management, 43, 2002, pp.1889-1900.
Pressman A.I., Switching Power Supply Design, McGraw-Hill Inc., New York, 1992.
Joe Air Jiang, Tsong Liang Huang, Ying Tung Hsiao and Chia Hong Chen “Maximum Power Tracking for Photovoltaic Power Systems”, Tamkang Journal of Science and Engineering, Vol. 8, no. 2, pp. 147-153, 2005.