Analysis of New Solar Cell Model for the Virtual Implemented Solar Cell System

가상구현 태양전지 시스템을 위한 태양전지의 새로운 모델링

  • Published : 2006.02.01

Abstract

Particularly the photovoltaic systems are preferred because the output is extracted to the useful electric energy. However, the output characteristics of photovoltaic(PV) systems using solar cell or array depend on the weather conditions. The assistant equipment which emulates the solar cell characteristics that can be controlled arbitrarily by researcher is required to the researchers for reliable experimental data. To solve these problems, it is necessary to research a solar cell model of which output characteristics varied by setting the weather conditions such as insolation levels and temperatures. Therefore, this paper was presented that improved model which is based on interpolation model. To verified the improved model, it is confirmed using the simulation of MATLAB. Also, the experiment was performed by the characteristics of virtual implemented solar cell(VISC) system with the proposed solar cell model. It could be confirmed that there exists actual ewer within 5% between actual solar cell and VISC system.

태양광발전시스템이 갖고 있는 전기적 출력특성이 일사량과 온도의 변화에 따라 크게 변화되므로 동일조건에서의 재현 또는 재실험이 불가능한 단점으로 실험적 분석에 대한 어려운 문제점을 갖고 있다. 태양광발전시스템의 실증적인 연구를 위하여 기후조건의 변화에도 실제 태양전지의 출력특성을 나타낼 수 있는 가상구현 시스템이 필요한데 이를 구현하기위한 기존의 이론적 모델은 온도와 일사량이 동시에 변화할 때 나타내지 못하는 약점이 있어 이론 보완하는 모델 연구가 우선적으로 필요하다. 따라서 본 논문에서는 태양전지 특성을 가상구현 할 수 있는 새로운 수학적 모델을 제안하였고 연구자가 원하는 특정조건이나 임의의 일사량과 온도에 대한 태양전지 특성을 가상구현 할 수 있음을 이론적 검토 및 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 또한 새로운 모델을 검증하기 위하여 태양전지 제조사의 데이터를 바탕으로 가상구현 태양전지 시스템을 실험해 비교해본 결과 최대전력점과 개방전압사이에서 5[%] 미만의 오차를 보여 태양전지 가상구현 시스템에 적용 타당성을 보였다.

Keywords

References

  1. Chihchiang Hua, Jongrong Lin, Chihming Shen, 'Implementation of a DSP-Controlled Photovoltaic System with Peak Power Tracking', IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 45, pp. 99-107, 1998 https://doi.org/10.1109/41.661310
  2. Martin A. Green, 'Solar Cells Operating Principles, Technology, and System Application', pp.79-101, Prentice-Hall, Inc., April. 1982
  3. Qingrong Zeng, Pinggang Song, Liuchen Chang, 'A Photovoltaic Simulator Based on DC Chopper', IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, Vol. 1, pp. 257-261, 2002
  4. Byung-Hwan Jeong, Byung-Hee Kang, Gyu-Ha Choe, 'Virtual-Implemented Solar Cell System with new cell Model', IEEE 34th Annual Power Electronics Specialist Conference, Vol. 3, pp. 736-740, 2003
  5. Mring L. Deblasio R. Tomko T, 'An advanced PV system simulator to demonstrate the performance of advanced PV cells and devices', Proceeding of 16th IEEE PV Specialists Conference, pp. 199-204, 1982
  6. F. Nakanishi, T. Ikegami, K. Ebihara, S. Kuriyama, Y. Shoita, 'Modeling and Operation of a 10kW Photovoltaic Power Generator using Equivalent Electric Circuit Method', Photovoltaic Specialists Conference, Conference Record of the Twenty-Eighth IEEE, 15-22 Sept. 2000
  7. Y. Iida, Y. Fuchikami and Y. Neda, 'Analysis of step-up chopper with photovoltaic array', IEEE Japan Annual Meeting, Vol. 4, No. 841, pp.4-180, 1999
  8. M. Matsui, T. Kitano, De-hong Xu, Zhong-ging Yang, 'A New Maximum Photovoltaic Power Tracking Control Scheme Based on Power Equilibrium at DC Link', IEEE 34th Industrial Applications Conference, Vol. 2, pp. 804-809, 1999