Цель - установить степень влияния изменения температуры отдельных групп, оборудованных в составе солнечной электростанции солнечных панелей, находящихся в условиях частичной затененности, на вольт-амперную и ватт-вольтовую характеристики всей солнечной электростанции и определить математическую модель, наиболее адекватно воспроизводящую данный процесс. В исследовании использовались 3 различные математические модели (однодиодная явная, однодиодная, двухдиодная) солнечных панелей, реализованные в программном комплексе MATLAB Simulink. При моделировании принято, что изменение температуры отдельных групп солнечных панелей под воздействием тени от облаков различной плотности происходит в диапазоне от +35°С до +60°С. Произведена верификация полученных данных реализованных математических моделей на основе солнечных панелей компании Kyocera KC200GT с данными, представленными в технической документации производителя, которая показала способность этих моделей адекватно воспроизводить вольт-амперную и ватт-вольтовую характеристики. Показано, что наибольшую погрешность в полученных данных (до 18,31%) имеет однодиодная явная математическая модель, а погрешность однодиодной модели составила 3,42%. Установлено, что наиболее адекватно воспроизводит вольт-амперные характеристики солнечных электростанций в условиях частичной затененности двухдиодная математическая модель. Доказано, что при моделировании мощных солнечных электростанций, эксплуатируемых в условиях частичной затененности, с целью получения выходных характеристик необходимо учитывать не только изменение уровня освещенности отдельных групп солнечных панелей, но и соответствующее изменение их температуры. Кроме того, для получения удовлетворительных результатов математического моделирования солнечной электростанции в изучаемых условиях рекомендуется использовать эквивалентную двухдиодную математическую модель солнечной панели.
The aim of the study consists in establishing the temperature variation effect appearing in individual banks of solar panels under conditions of partial shadowing on the current- and watt-voltage characteristics of the entire solar power plant, as well as in determining the mathematical model most adequate for reproducing this process. During the study, three different mathematical models (single-diode explicit, single-diode and two-diode) of solar panels were used as implemented in the MATLAB Simulink software package. In the modelling process, temperature variation for individual groups of solar panels is assumed to occur in the range from +35°C to+60°C under the conditions of shadowing from clouds of various density. In the present study, verification of the obtained data for implemented mathematical models based on Kyocera KC200GT solar panels with the same presented in the manufacturer's technical documentation was performed to prove the ability of these models to adequately reproduce the current- and watt-voltage characteristics. The most significant error in the obtained data (up to 18.31%) was a characteristic of a single-diode explicit mathematical model, while that of the single-diode model error was equal to 3.42%. The two-diode mathematical model was established to be the most adequate for reproducing the current-voltage characteristics of solar power plants in the conditions of partial shadowing. In order to obtain accurate output characteristics when modelling powerful solar power plants operated under conditions of partial shadowing, it is necessary to consider not only the change in the illumination rate for individual groups of solar panels, but also the corresponding temperature variation. In addition, for obtaining satisfactory results of mathematical modelling for a solar power plant under the studied conditions, an equivalent two-diode mathematical model of a solar panel is recommended.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.