5.3.2.1. Trường hợp 1
Giả sử rằng array bị che một phần với các bức xạ nhận được bởi các module lần lượt là: G19=700 (W/m2), các module còn lại không bị che có G = 1000 (W/m2).
Hình 5.12. Array pin quang điện bị bóng râm tại Module 19
5
58
Hình 5.14. Đặc tuyến V-P xét đến hiệu ứng bóng râm, trường hợp 1
Hình 5.13 và 5.14 biểu diễn các đặc tuyến V-I và V-P của hệ pin quang điện xét đến hiệu ứng bóng râm tại module số 19. Do ảnh hưởng của hiệu ứng bóng râm đặc tuyến V-P, hình 5.14 xuất hiện nhiều điểm cực trị, trong số các điểm cực trị sẽ tồn tại một điểm cực đại toàn cục mà thuật toán P&O cần xác định và thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại toàn cục này, nhằm đảm bảo công suất thu được của hệ pin quang điện luôn là cực đại.
59
Hình 5.16. Điện áp ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 1
0
Hình 5.17. Cường độ dòng điện của hệ pin quang điện, trường hợp 1
Hình 5.15 - 5.17 là các đặc tuyến công suất, điện áp và cường độ dòng điện của hệ pin quang điện tương ứng với module số 19 bị che. Trong trường hợp này do số module bị che không đáng kể tương ứng với lượng bức xạ cũng giảm không đáng kể, vì vậy công suất thu được của hệ pin quang điện cũng không bị ảnh hưởng nhiều.
VMPP = 65,67 (V) IMPP = 30,97 (A) PMPP = 2033,8 (W)
60
5.3.2.2. Trường hợp 2
Giả sử rằng array bị che một phần với các bức xạ nhận được bởi các module lần lượt là: G13 = G19 = G20 = 700 (W/m2), các module còn lại không bị che có G = 1000 (W/m2).
Hình 5.18. Array pin quang điện bị bóng râm tại Module 13, 19 và 20
61
Hình 5.20. Đặc tuyến V-P xét đến hiệu ứng bóng râm, trường hợp 2
Tương tự, hình 5.19 và 5.20 biểu diễn các đặc tuyến V-I và V-P của hệ pin quang điện xét đến hiệu ứng bóng râm tại các module số 13, 19 và 20. Do ảnh hưởng của hiệu ứng bóng râm đặc tuyến V-P, hình 5.20 xuất hiện nhiều điểm cực trị, trong số các điểm cực trị sẽ tồn tại một điểm cực đại toàn cục mà thuật toán P&O cần xác định và thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại toàn cục này, nhằm đảm bảo công suất thu được của hệ pin quang điện luôn là cực đại.
62
Hình 5.22. Điện áp ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 2
Hình 5.23. Cường độ dòng điện ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 2
Hình 5.21-5.23 là các đặc tuyến công suất, điện áp và cường độ dòng điện của hệ pin quang điện tương ứng với các module số 13, 19 và 20 bị che. Trong trường hợp này do số các module bị che là đáng kể, 03 module. Khi ấy, lượng bức xạ nhận được bởi hệ pin quang điện cũng sẽ giảm đáng kể, vì vậy công suất thu được của hệ pin quang điện đã bị ảnh hưởng và giảm một lượng ∆P = 2095,51 - 1799,87 = 295,64 W.
VMPP = 65,26 (V) IMPP = 27,58 (A) PMPP = 1799,87 (W)
63
5.3.2.3. Trường hợp 3
Giả sử rằng array bị che một phần với các bức xạ nhận được bởi các module lần lượt là: G7 = G13 = G14 = G19 = G20 = G21 = 700 (W/m2), các module còn lại không bị che có G = 1000 (W/m2).
Hình 5.24. Array pin quang điện bị bóng râm tại Module 7, 13, 14, 19, 20 và 21
64
Hình 5.26. Đặc tuyến V-P xét đến hiệu ứng bóng râm, trường hợp 3
Tương tự, hình 5.25 và 5.26 biểu diễn các đặc tuyến V-I và V-P của hệ pin quang điện xét đến hiệu ứng bóng râm tại các module số 7, 13, 14, 19, 20 và 21. Do ảnh hưởng của hiệu ứng bóng râm đặc tuyến V-P, hình 5.20 xuất hiện nhiều điểm cực trị, trong số các điểm cực trị sẽ tồn tại một điểm cực đại toàn cục mà thuật toán P&O cần xác định và thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại toàn cục này, nhằm đảm bảo công suất thu được của hệ pin quang điện luôn là cực đại.
65
Hình 5.28. Điện áp ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 3
Hình 5.29. Cường độ dòng điện ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 3
Hình 5.27 - 5.29 là các đặc tuyến công suất, điện áp và cường độ dòng điện của hệ pin quang điện tương ứng với các module số 7, 13, 14, 19, 20 và 21 bị che. Trong trường hợp này do số các module bị che là đáng kể, 06 module. Khi ấy, lượng bức xạ nhận được bởi hệ pin quang điện cũng sẽ giảm đáng kể, vì vậy công suất thu được của hệ pin quang điện đã bị ảnh hưởng và giảm một lượng ∆P=2095,51 - 1706,96 = 388,55W. VMPP = 72,39 (V)
IMPP = 23,58 (A) PMPP = 1706,96 (W)
66
5.3.2.4. Trường hợp 4
Giả sử rằng array bị che một phần với các bức xạ nhận được bởi các module lần lượt là: G1 = G7 = G8 = G13 = G14 = G15 = G19 = G20 = G21 = G22 = 700 (W/m2), các module còn lại không bị che có G = 1000 (W/m2).
Hình 5.30. Array pin quang điện bị bóng râm tại Module 1, 7, 8, 13, 14, 15, 19, 20, 21 và 22
67
Hình 5.32. Đặc tuyến V-P xét đến hiệu ứng bóng râm, trường hợp 4
Tương tự, hình 5.31 và 5.32 biểu diễn các đặc tuyến V-I và V-P của hệ pin quang điện xét đến hiệu ứng bóng râm tại các module số 1, 7, 8, 13, 14, 15, 19, 20, 21 và 22. Do ảnh hưởng của hiệu ứng bóng râm đặc tuyến V-P, hình 5.32 xuất hiện nhiều điểm cực trị, trong số các điểm cực trị sẽ tồn tại một điểm cực đại toàn cục mà thuật toán P&O cần xác định và thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại toàn cục này, nhằm đảm bảo công suất thu được của hệ pin quang điện luôn là cực đại.
68
Hình 5.34. Điện áp ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 4
Hình 5.35. Cường độ dòng điện ngõ ra của hệ pin quang điện, trường hợp 4 Hình 5.33-5.35 là các đặc tuyến công suất, điện áp và cường độ dòng điện của hệ pin quang điện tương ứng với các module số 1, 7, 8, 13, 14, 15, 19, 20, 21 và 22 bị che. Trong trường hợp này do số các module bị che là đáng kể, 10 module. Khi ấy, lượng bức xạ nhận được bởi hệ pin quang điện cũng sẽ giảm đáng kể, vì vậy công suất thu được của hệ pin quang điện đã bị ảnh hưởng và giảm một lượng,
∆P=2095,51 - 1668,21 = 427,30W. VMPP = 71,63 (V)
IMPP = 23,29 (A) PMPP = 1668,21 (W)
69
5.4. Kết luận
Trong trường hợp xét đến hiệu ứng bóng râm, công suất thu được luôn nhỏ hơn trường hợp không bị bóng râm. Tùy theo tỷ lệ bóng râm mà công suất thu được của hệ pin quang điện sẽ bị suy giảm tương ứng.
Bằng việc sử dụng thuật toán P&O phục vụ cho việc tìm kiếm điểm công suất cực đại toàn cục và thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại toàn cục thông qua các bộ chuyển đổi công suất DC/DC, công suất thu được của hệ pin quang điện luôn đảm bảo được giá trị cực đại.
70
Chương 6
KẾT LUẬN VÀ
HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI 6.1. Kết luận
Luận văn đã đạt được các kết quả bao gồm:
- Nghiên cứu và khảo sát các đặc tính của hệ pin quang điện trong các điều kiện của nhiệt độ và bức xạ mặt trời khác nhau.
- Nghiên cứu và khảo sát các đặc tính của hệ pin quang điện trong các điều kiện không xét và xét đến hiện tượng bóng râm.
- Nghiên cứu các thuật toán điều khiển bám điểm công suất cực đại. Trong số các thuật toán đã được nghiên cứu, luận văn đã sử dụng thuật toán P&O như là một trong các thuật toán đơn giản và hiệu quả nhất để tìm kiếm điểm công suất cực đại toàn cục.
- Các kết quả mô phỏng cho thấy sự hiệu quả của thuật toán được sử dụng cho việc tìm kiếm và điều khiển bám điểm công suất cực đại tương ứng với các trường hợp che khuất khác nhau. Khi ấy, công suất thu được của hệ pin quang điện sẽ bị suy giảm tương ứng với các tỷ lệ che khuất khác nhau.