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

Modeling and parameter calculation of photovoltaic fields in irregular weather conditions

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Abstract (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)

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%.