Discrete Representation of Photovoltaic Modules

Authors

Keywords:

Photovoltalc modules, Discrete representation, I-V and P-V curves, RLC circuit

Abstract

In order to develop a tool that facilitates the understanding of photovoltaic modules simulation, this work presents a methodology for representing these modules using only linear elements. Taking as a starting point the four-parameter representation of a photovoltaic module, a discrete equivalent is obtained based on the Newton-Raphson method for solving nonlinear equations. The characteristic curves, I-V and P-V, obtained with this methodology for a commercial module and its behavior when coupled to an RLC circuit are then presented.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Ana Beatriz Massaranduba, Universidade Federal do Vale do São Francisco

Ana Beatriz Rodrigues Massaranduba formou-se em Engenharia Elétrica, no ano de 2021, pela Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF). Atualmente é estudante de mestrado do Programa de Pós-Graduação Ciências da Saúde e Biológicas da UNIVASF. Suas áreas de pesquisa são análise de sinais, processamento de imagens e inteligência artificial, voltados principalmente para aplicações na área da saúde, além de modelagem de sistemas elétricos de potência.

Bruno Coelho, Universidade Federal do Vale do São Francisco

Bruno Fonseca Oliveira Coelho é bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF). Atualmente é mestrando no Programa de Pós-Graduação Ciências da Saúde e Biológicas da UNIVASF. Possui interesse nas áreas de processamento de sinais, inteligência artificial, desenvolvimento de hardware para aplicações biomédicas e modelagem de sistemas de potência.

Eubis Machado, Universidade Federal do Vale do São Francisco

Eubis Pereira Machado possui graduação, mestrado e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Campina Grande em 2007, 2009 e 2013, respectivamente. Desde 2009 é professor na Universidade Federal do Vale do são Francisco, onde vem desenvolvendo pesquisas na área de proteção de sistemas elétricos e fontes alternativas de energia.

Edival Silva, Universidade Federal de Campina Grande

Edival Carvalho da Silva nasceu no Brasil em 1991. Ele recebeu o B.Sc. e M.Sc. graus em elétrica engenharia da Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF), Juazeiro, Brasil, em 2018 e da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Paraíba, Brasil, em 2021, respectivamente. Atualmente é aluno da Pós-Graduação do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande, Brasil. Suas atividades de pesquisa se concentram principalmente no estudo dos modelos de representação e no processo de simulação computacional de módulos fotovoltaicos.

Adeon Pinto, Universidade Federal do Vale do São Francisco

Adeon Cecílio Pinto graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (1999), mestre e doutor também em Engenharia Elétrica, ambos pela Universidade Federal de Uberlândia, (2002) e (2007), respectivamente. Desde 2008 é professor na Universidade Federal do Vale do são Francisco, atuando nos temas: geração, transmissão e distribuição de energia elétrica; qualidade da energia; fontes alternativas de energia.

References

H. Chen, S. Jiao, M. Wang, A. A. Heidari, and X. Zhao, “Parameters identification of photovoltaic cells and modules using diversification enriched-harris hawks optimization with chaotic drifts.” J Clean Prod., 2019.

M. A. Green and S. P. Bremner, “Energy conversion approaches and materials for high-efficiency photovoltaics.” Nat Mater, p. 16:23–34, 2016.

Solar energy perspectives: executive summary, International Energy Agency, 2011.

K. Hussein, I. Muta, T. Hoshino, and Osakada, “Maximum photovoltaic power tracking: an algorithm for rapidly changing atmospheric conditions.”

IEE Proceedings on Generation, Transmission, Distribution, 142., pp. p. 59–64, 1995.

J. T. Pinho and M. A. Galdino, Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos. [S.I].

T. Easwarakhanthan, J. Bottin, I. Bouhouch, and C. Boutrit, “Nonlinear minimization algorithm for determining the solar cell parameters with microcomputers.” International Journal of Solar Energy, pp. p. 1–12,

T. R. Brito, R. L. Cavalcante, J. T. Pinho, and W. N. Macedo, “Análise da curva i-v de módulos multicristalinos a sol-real.” VII Congresso Brasileiro de Energia Solar, 2018.

R. Moretón, E. Pigueiras, and J. Muñoz, “A 500-kw pv generator i–v curve,” Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 2, 06 2013.

B. Fry, Simulation of grid-tied building integrated photovoltaic systems. University of Wisconsin, Madison: Dissertação (Mestrado), 1999.

Kyocera., “Kb-60 1000v series.” [S.l.]: Kyocera Solar do Brasil, 2014.

C. Solar, “Pv module product datasheet quartech cs6p-260|265|270p.” Canadian Solar Inc., 2001.

Y. Solar, “Panda 60 células série 2.” [S.l.]: Yingli Green Energy do Brasil,S.A., 2017.

H. Tian, “A detailed performance model for photovoltaic systems,” Solar Energy Journal, 2012.

NREL, “Photovoltaic research,” National Renewable energy laboratory, 2017.

W. D. Soto, S. A. Klein, and W. Beckman, “Improvement and validation of a model for photovoltaic array performance,” Solar Energy, p. 78–88, 2006.

G. Walker, “Evaluating mppt converter topologies using a matlab pv model,” Journal of Electrical & Electronics Engineering, pp. 49–55, 2001.

H. W. Dommel, “Digital computer solution of electromagnetic transients in single-and multiphase networks,” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-88, no. 4, pp. 388–399, 1969.

Downloads

Published

2022-09-28

How to Cite

Massaranduba, A. B., Coelho, B., Machado, E., Silva, E., & Pinto, A. (2022). Discrete Representation of Photovoltaic Modules. IEEE Latin America Transactions, 21(1), 71–78. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/6581

Issue

Vol. 21 No. 1 (2023): Ordinary Issue

Section

Electric Energy