Modelado y cálculo de parámetros de campos fotovoltaicos en condiciones climáticas irregulares

Modeling and parameter calculation of photovoltaic fields in irregular weather conditions

  • Juan David Bastidas Rodríguez Universidad del Valle
  • Carlos Andrés Ramos-Paja Universidad Nacional de Colombia
  • Edison Franco Mejia Universidad del Valle
Keywords: modeling, photovoltaic fields, mismatching. (en_US)
Keywords: modelado, campos fotovoltaicos, condiciones irregulares. (es_ES)

Abstract (es_ES)

Este artículo se presenta un modelo de campos fotovoltaicos (PV) y un procedimiento para calcular los parámetros de los módulos de una cadena fotovoltaica (grupo de módulos PV conectados en serie). El modelo propuesto considera las resistencias en serie y paralelo de los módulos, los diodos de bypass como interruptores ideales y aproxima los diodos de bloqueo con la ecuación de Shockley, permitiendo expresar el voltaje en función de la corriente (explícitamente) usando la función de Lambert-W; esto hace posible construir una ecuación por cada cadena para calcular su corriente en un voltaje dado. El procedimiento se repite para cada cadena y la corriente del campo se calcula sumando las corrientes de todas las cadenas. Para encontrar los parámetros se calcula el voltaje y la corriente de cada módulo activo a partir de la corriente y el voltaje de la cadena y luego se ajusta la ecuación de corriente de un módulo a los datos experimentales. La precisión del modelo fue probada experimentalmente con una cadena de dos módulos obteniendo una mejora cercana al 50 %.

Abstract (en_US)

In this paper, a model for photovoltaic (PV) fields and a procedure for calculating the parameters of the modules of a string (a group of PV modules connected in series) are presented. The proposed model considers the series and parallel resistors of the photovoltaic modules, the bypass diodes as ideal switches and represents the blocking diodes with the Shockley equation, which allow to express the string voltage as an explicit function of the load current by using the LambertW function; in this way it is possible to construct one equation per string for calculating its current for a given voltage. That procedure is repeated for each string and the current of the field is evaluated by adding the currents of all strings. The parameter calculation procedure evaluates the voltage and current of each active module from the current and voltage of the string and fits the current equation of a module to the experimental data. The accuracy of the proposed model was tested experimentally with a string of two modules obtaining an accuracy improvement near to 50%.

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Author Biographies

Juan David Bastidas Rodríguez, Universidad del Valle
Nació en Pasto, Colombia. Es Ingeniero Electrónico de la Universidad del Valle de Cali, Colombia. Actualmente es estudiante de Doctorado en Ingeniería en el campo de control de sistemas fotovoltaicos in la Universidad del Valle, Cali, Colombia, y es parte del Grupo de Investigación en ControlIndustrial (GICI) de la Universidad del Valle y del Grupo de Investigación en Automática (GAUNAL) de la Universidad Nacional de Colombia.
Carlos Andrés Ramos-Paja, Universidad Nacional de Colombia
Nació en Cali, Colombia. Es Ingeniero Electrónico de la Universidad del Valle, Colombia. Obtuvo su título de Maestría en Automática en la Universidad Valle, Colombia; y su título de Maestría en IngenieríaElectrónica de la Universitat Rovira i Virgili de Tarragona, España. Obtuvo su Doctorado en la Universitat Rovira i Virgili de Tarragona, España. Actualmente se desempeña como profesor en el área de Desarrollo Tecnológico e Industrial en la Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia, y pertenece como investigador al grupo deinvestigación GAUNAL donde realiza estudios sobre electrónica de potencia, fuentes alternas de energía y control de generadores sincrónicos.
Edison Franco Mejia, Universidad del Valle

Nació en Cali, Colombia. Es Ingeniero Electricista de la Universidad del Valle, de Cali, Colombia. Obtuvo su título de Maestría en Automática en la Universidad del Valle de Cali, Colombia. Obtuvo su PhD enla Universidad del Valle, de Cali, Colombia.
Actualmente se desempeña como profesor titular en el área de Automática y Control y Director del programa de Posgrados de Ingeniería Eléctrica y Electrónica en la Universidad del Valle de Cali,Colombia. Pertenece al Grupo de Investigación en Control Industrial (GICI).

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How to Cite
Bastidas Rodríguez, J. D., Ramos-Paja, C. A., & Franco Mejia, E. (2012). Modeling and parameter calculation of photovoltaic fields in irregular weather conditions. Ingeniería, 17(1), 37-48. https://doi.org/10.14483/23448393.3847
Published: 2012-06-29
Section
Sección Especial: Mejores Trabajos “VI Simposio en Optimización”

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