Modelando un panel solar para simulaciones

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Necesito simular un sistema de conversión de energía (usando SIMetrix / SIMPLIS) en el que la energía solar es capturada por un panel solar, que luego se conecta a un inversor para suministrar corriente a la red. Dado que necesito simular esto, estoy luchando para encontrar una manera de modelar todo el panel: me queda claro que una sola célula solar puede modelarse a través de este circuito (manteniéndolo lo más simple posible)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

para los que se mantienen

\ begin {eqnarray} I_ {out} = I_ {PV} - I_D & = & I_ {PV} - I_0 \ left (e ^ {\ frac {V} {V_ {th}}} - 1 \ right) \\ I_ {out} | _ {V = 0} = I_ {SC} & = & I_ {PV} \\ I_ {out} = 0 & = & I_ {PV} - I_0 \ left (e ^ {\ frac {V_ {OC}} {V_ {th}}} - 1 \ right) \ end {eqnarray} donde \ $ V_ {th} \ $ es el voltaje térmico y las dos últimas ecuaciones corresponden al caso de cortocircuito y circuito abierto, respectivamente, que para mi caso (el módulo fotovoltaico es un BP MSX 110 ) son \ $ I_ {SC} = 3.6 \: A \ $ y \ $ V_ {OC} = 41.6 \ : V \ $. Si trato de modelar todo el panel utilizando los parámetros mencionados, obviamente no puedo calcular \ $ I_0 \ $, ya que \ $ e ^ {41.6 / 0.026} \ $ es un número enorme; por supuesto, si solo considero el hecho de que el módulo está formado por 72 celdas conectadas en serie, puedo modelar la celda única muy bien (\ $ V_ {OC} = 0.58 \: V \ $).

Entonces, mi pregunta es: ¿hay alguna forma (incluso diferente a la que escribí sobre) de modelar un panel solar como un todo o tengo que conectar realmente 72 células solares equivalentes en serie?

    
pregunta DavideM

1 respuesta

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Tener éxito en mi intento, gracias al usuario jonk por señalar este enlace , Estoy mostrando los resultados como referencia.

Con las características del panel antes mencionadas, al eliminar el panel hasta sus celdas individuales (una serie de 72 de ellas para formar un solo módulo) produce una saturación actual \ $ I_0 = 8.0411 \ cdot10 ^ {- 10} \: A \ $ y un voltaje de circuito abierto \ $ V_ {OC, celda} = V_ {OC} /72=0.5788\:V\$.

Siguiendo el método expuesto en el enlace, calculé el coeficiente de emisión \ $ N = \ frac {38.6V_ {OC}} {\ ln (I_ {SC} / I_0)} \ $ , que luego se usa para escalar el modelo de diodo SPICE de acuerdo con las siguientes ecuaciones:

\ begin {eqnarray}     XTI & = & 3N \\     IS & = & I_0 \\     EG & = & 1.11N \ end {eqnarray} donde \ $ XTI \ $ es el coeficiente de temperatura exponencial , \ $ IS \ $ es la saturación actual y \ $ EG \ $ es la brecha energética .

Lo anterior se logra escribiendo un modelo .subckt / .ends en un archivo de texto sin formato (* .txt) de la siguiente manera: 

.subckt panel_diode Anode Kathode
D1 A K D1

.model D1 D(LEVEL=1 IS=8.0411e-10 N=72.2592 EG=80.2077 XTI=216.7776)
.ends

Tan simple como eso, lo que queda por hacer es importar el modelo recién creado a la herramienta de simulación y usarlo para implementar el modelo de panel como se describe en la pregunta. Como puede verse por una simulación del comportamiento del modelo así creado, sus características V-I (curva verde) y V-P (curva roja) son lo que uno esperaría de un panel solar. Cuantitativamente, el punto de máxima potencia se encuentra en \ $ V_ {MPP} = 35.6 \: V \ $, \ $ I_ {MPP} = 3.5 \: A \ $ y corresponde a \ $ 122 \: W \ $, contra nominal \ $ 33.6 \: V \ $, \ $ 3.3 \: A \ $ y \ $ 110 \ : W \ $, respectivamente. De todos modos, este parece ser un buen resultado, ya que el modelo no tiene en cuenta ninguna idealidad.

    
respondido por el DavideM

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