Tek diyot modeline dayanarak gölgelenmenin güneş pillerinin çalışma performansı üzerindeki etkisinin analizi

Güneş ışığını doğrudan elektriğe dönüştüren temiz ve çevre dostu olan fotovoltaik (FV) teknolojileri, son yıllarda önemli bir şekilde gelişmiş ve şu anda genellikle enerji talebi, kirlilik, çevre koruması ve güvenliği gibi küresel ölçüdeki sorunlar için alternatif çözüm olarak bilinir.Fotovoltaik (FV) modül ve örgülerin verimi sıcaklık, güneş ışınımı, gölgelenme ve örgü konfigürasyonu gibi etmenlere bağlıdır. Çoğu kez, güneş pili örgüsü geçen bulutlardan, civardaki binalardan, tamamen ya da kısmen gölgelenmektedir. Fotovoltaik modülün kısmen gölgelenmesi, gölgelenen hücrenin fazla ısınmasının ve modülün enerji verimliliğinin azalmasının ana sebeplerinden biridir, bu yüzden örgüden mümkün olan maksimum gücü elde etmek için bu etkileri iyi anlamak ve tahmin etmek çök önemlidir.Fotovoltaik modül üreticileri i-v denklemini oluşturan parametreler yerine STC koşullarında elektriksel ve termal özelliklerle ilişkin çok az deneysel bilgi sağlamaktadırlar. Güneş Pili modülünün ya da sisteminin elektrik performansını tahmin etmek için bu parametrelerin bulunması ve STC'den (Standart Test Koşulu) alınan elektrik performansının dış mekan koşullarına dönüşümü gereklidir.Bu çalışmanın amacı, kısmi gölgelenmenin modülün performans üzerinde yarattığı zararlı etkilerini araştırmak ve farklı bağlantılara sahip güneş pillerinin verimlerini karşılaştırmaktır. Güneş pil modelinin elektriksel parametrelerini hesaplamak için Tek-diyot devre modeli kullanılmıştır, gereken bilgiler de modülün veri sayfasından elde edilmiştir. Hücrenin seri ve paralel direncini hesaba katarak, model MATLAB ortamında gerçekleştirilmiştir. Yapılan araştırmanın hedefleri aşağıda sırasıyla belirtilmiştir.İlk olarak, modeli oluşturmak için akım-gerilim denklemini oluşturan tek diyot devre modelinin parametreleri bulunur. Daha sonra, farklı sıcaklık ve ışık şiddeti koşullarında elde edilen simülasyon sonuçlarını ile katalogdaki verilerle karşılaştırılmaktadır. Son olarak, fotovoltaik (FV) örgünün performansını tahmin edip çıkış gücünü optimize etmek için homojen olmayan güneş ışınım dağılımının (kısmi gölgelenme) farklı bağlantılı fotovoltaik modüllerin üzerinde olan etkisi incelenmiştir. Ek olarak değişik gölgelenme çalışma koşullarında maksimum çıkış gücü vermeyi sağlayan optimal düzeni araştırılıp gerçekleştirilmiştir.Model üç adet 75 W tek kristalli silisyum modül ölçüleri ile deneysel olarak doğruluğu kanıtlanmıştır. Bu araştırma etkili ve basit bir şekilde örgünün üzerinde gölgelenme etkisini modelleyip simüle etmek isteyen güç elektroniği tasarımcıları ve araştırmacıları için önemli bir araçtır.