Modeling and simulation of photovoltaic systems under partial shading conditions
Cargando...
Archivos
Autores
Restrepo Cuestas, Bonie Johana
Tipo de contenido
Document language:
Inglés
Fecha
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Documentos PDF
Resumen
Esta tesis presenta una metodología de modelado de paneles fotovoltaicos comerciales a nivel
de celda operando bajo condiciones de sombreado parcial. En la primera parte se realiza
una revisión de la literatura sobre la representación de celdas fotovoltaicas, en la que se
consideran características importantes como la formulación matemática, el modelo circuital,
la representación apropiada del comportamiento en modo directo e inverso y la estimación
de parámetros.
En la segunda parte, se exponen algunos de los modelos m ́as utilizados en la literatura para
el modelado de celdas fotovoltaicas, Modelo de un solo diodo (SDM), Modelo DRM y el
modelo de Bishop, prestando especial atención a la relación corriente-voltaje, la formulación
matemática, el modelo circuital y los parámetros necesarios para su evaluación. Para modelar
los paneles a nivel de celda, la tercera parte se enfoca en detallar un procedimiento para
obtener las curvas I-V en terminales de un panel, sin necesidad de ninguna intervención
física. Para lo se requiere un panel sin diodo de bypass, información del panel obtenida al
sombrear el panel y algunos equipos de medida que permitan adquirir corriente, voltaje,
temperatura e irradiación.
En la tercera parte de la tesis se detalla un procedimiento para obtener curvas I-V en terminales del panel sin necesidad de intervención física alguna. Este procedimiento es necesario
para comparar el comportamiento de los tres modelos analizados en ambos cuadrantes. El
procedimiento requiere un panel sin diodo de derivación y un equipo de medición capaz de
adquirir corriente, voltaje, temperatura e irradiación.
Después de considerar la evaluación de algunas métricas como el error cuadrático medio
(RMSE) y el error porcentual absoluto medio (MAPE), se selecciona el modelo de Bishop
para su uso en la metodología.
En la cuarta parte, se propone una metodología para estimar los parámetros del modelo de
Bishop, formulando el problema de estimación de parámetros como un problema de optimización. La metodología utiliza un algoritmo genético y se valida con información de dos
paneles comerciales. Las reconstrucciones de curvas para cada tecnología se evalúan utilizando métricas como RMSE y MAPE para evaluar la precisión de los modelos.
Abstract
This thesis introduces a methodology for modeling commercial photovoltaic panels at the cell
level operating under partial shading conditions. In the first part, a review of the literature
is presented, focusing on the proper representation of the current-voltage characteristics in
both forward and reverse bias, the mathematical formulation, the circuit model, and the
estimation of parameters for photovoltaic cells.
In the second part, the single diode model (SDM), the direct-reverse model (DRM), and
Bishop’s model are introduced, emphasizing their current-voltage relationship, mathematical
formulation, circuit model, and parameter requirements.
In the third part of the thesis, a procedure to obtain I-V curves in panel terminals without
the need for any physical intervention is detailed. This procedure is necessary to compare
the behavior of the three models analyzed in both quadrants. The procedure requires a panel
without a bypass diode and measurement equipment capable of acquiring current, voltage,
temperature, and irradiation.
After considering the evaluation of some metrics such as root mean square error (RMSE)
and mean absolute percentage error (MAPE), Bishop’s model is selected for use in the
methodology.
In the fourth part, a methodology to estimate the parameters of Bishop’s model is proposed, which formulates the estimation of the parameters as an optimization problem. The metho-
dology uses a genetic algorithm, and it is validated using information from two commercial
panels. The curve reconstructions for each technology are evaluated using metrics such as
RMSE and MAPE to assess the accuracy of the models (Texto tomado de la fuente)
Descripción
graficas, tablas