EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA PANELI FOTOWOLTAICZNYCH W ZALEŻNOŚCI OD ROZDZIELCZOŚCI KROKU ŚLEDZENIA UKŁADU NADĄŻNEGO
Kamil Płachta
kamil.plachta@pwr.edu.plPolitechnika Wrocławska (Polska)
https://orcid.org/0000-0001-6278-1488
Abstrakt
W artykule przedstawiono analizę energetyczną instalacji fotowoltaicznej o mocy 3,5 kWp umieszczonej na dwuosiowym układzie nadążnym, w zależności od rozdzielczości kroku śledzenia pozornej pozycji Słońca na sferze niebiskiej. Pomiary wykonano w trakcie lipca i sierpnia, miesięcy charakteryzujących się zbliżoną wartością natężenia promieniowania słonecznego. W trakcie pierwszego miesiąca, układ nadążny zmieniał orientację przestrzenną paneli fotowoltaicznych z częstotliwością równą 20 minut, natomiast w drugim miesiącu rozdzielczość kroku śledzenia wyniosła 120 minut. Całkowita produkcja energii elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną współpracującą z układem nadążnym była równa 589,5 kWh oraz 579,85 kWh, odpowiednio dla rozdzielczości kroku śledzenia równego 20 oraz 120 minut. Miesięczna różnica między dwoma badanymi okresami nie przekroczyła 1.7%. Natomiast analizując dni o największej produkcji energii elektrycznej – powyżej 28 kWh, instalacja fotowoltaiczna zmieniająca swoją orientacje przestrzenną z większą rozdzielczością kroku śledzenia wyprodukoała 309,83 kWh, natomiast z mniejszą 259,88 kWh. W przypadku słonecznych, bezchmurnych dni, różnica w efektywności obu rozwiązań wynosi 19%. W trakcie dni charakteryzujących się mniejszą wartością nasłonecznienia, efektywność instalacji była do siebie zbliżona. Podsumowując, zwiększenie rozdzielczości kroku układu nadążnego powoduje wzrost produkcji energii elektrycznej w słoneczne, bezchmurne dni. Natomiast, zwiększenie częstotliwości zmiany położenia paneli fotowoltaicznych zwiększa zużycie energii elektrycznej z 2,48 kWh do 3,75 kWh, co stanowi 13,2% uzyskanego zysku energetycznego w całym badanym okresie, ale niespełna 1% w trakcie dni o największej wartości nasłonecznienia.
Słowa kluczowe:
panele fotowoltaiczne, system śledzący, mapa słoneczna, efektywność produkcji energiiBibliografia
Bartczak M.: On the capacity of solar cells under partial shading conditions. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska – IAPGOS 11(4), 2021, 47–50.
Google Scholar
Belhachat F., Larbes C.: A review of global maximum power point tracking techniques of photovoltaic system under partial shading conditions. Renewable and Sustainable Energy Reviews 92, 2018, 513–553.
Google Scholar
Bentata K., Mohammedi A., Benslimane T.: Development of rapid and reliable cuckoo search algorithm for global maximum power point tracking of solar PV systems in partial shading condition. Archives of Control Sciences 2021, 495–526.
Google Scholar
Bollipo R., Mikkili S., Bonthagorla P.: Critical review on PV MPPT techniques: classical, intelligent and optimisation. IET Renewable Power Generation 14(9), 2020, 1433–1452.
Google Scholar
Clifford M., Eastwood D.: Design of a novel passive solar tracker. Solar Energy 77, 2004, 269–280.
Google Scholar
Dadi V., Peravali S.: Optimization of light-dependent resistor sensor for the application of solar energy tracking system. SN Applied Sciences 2(9), 2020.
Google Scholar
Duarte F., Gaspar P., Gonçalves L.: Two axes solar tracker based on solar maps, controlled by a low-power microcontroller. Journal of Energy and Power Engineering 5(7), 2011.
Google Scholar
Fathabadi H.: Novel high accurate sensorless dual-axis solar tracking system controlled by maximum power point tracking unit of photovoltaic systems. Applied Energy 173, 2016, 448–459.
Google Scholar
Fathabadi H.: Novel online sensorless dual-axis sun tracker. IEEE/ASME transactions on mechatronics 22(1), 2016, 321–328.
Google Scholar
Karttunen H. et al.: Fundamental Astronomy. Springer 2014.
Google Scholar
Lan J.: Development and performance test of a novel solar tracking sensor. Metrology and Measurement Systems 2023, 2023, 289–303.
Google Scholar
Mah A., Ho W., Hassim M., Hashim H.: Optimization of Photovoltaic Array Orientation and Performance Evaluation of Solar Tracking Systems. Chemical Engineering Transactions 83, 2021, 109–114.
Google Scholar
Melo K., Tavares L., Villalva M.: Statistical Analysis of Solar Position Calculation Algorithms: SPA and Grena 1–5. IEEE Latin America Transactions 19(7), 2021, 1145–1152.
Google Scholar
Mroczka J., Ostrowski M.: A hybrid maximum power point search method using temperature measurements in partial shading conditions. Metrology and Measurement Systems (4), 2014.
Google Scholar
Mroczka J., Ostrowski M.: Maximum power point search method for photovoltaic panels which uses a light sensor in the conditions of real shading and temperature. Modeling Aspects in Optical Metrology V, 2015, 371–378.
Google Scholar
Mroczka J., Ostrowski M.: A hybrid maximum power point tracking algorithm that uses the illumination and the temperature sensor in solar tracking systems. Nonlinear Optics and Applications XI, 2019, 237–243.
Google Scholar
Prinsloo G., Dobson R.: Solar Tracking, 2015.
Google Scholar
Salgado-Conrado L.: A review on sun position sensors used in solar applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews 82, 2018, 2128–2146.
Google Scholar
Sidek M. et al.: Automated positioning dual-axis solar tracking system with precision elevation and azimuth angle control. Energy 124, 2017, 160–170.
Google Scholar
Talha A., Boumaaraf H., Bouhali O.: Evaluation of maximum power point tracking methods for photovoltaic systems. Archives of Control Sciences, 2011.
Google Scholar
Wu C., Wang H., Chang H.: Dual-axis solar tracker with satellite compass and inclinometer for automatic positioning and tracking. Energy for Sustainable Development 66, 2022, 308–318.
Google Scholar
Autorzy
Kamil Płachtakamil.plachta@pwr.edu.pl
Politechnika Wrocławska Polska
https://orcid.org/0000-0001-6278-1488
Statystyki
Abstract views: 98PDF downloads: 116