Laboratorium Układów Sterowania Niekonwencjonalnymi Źródłami Energii

Transkrypt

1 Laboratorium Układów Sterowania Niekonwencjonalnymi Źródłami Energii Materiały pomocnicze do laboratorium BADANIE WPŁYWU CZĘŚCIOWEGO PRZESŁONIĘCIA NA CHARAKTERYSTYKI OGNIWA FOTOWOLTAICZNEGO Opracowali: dr hab. inż. Elżbieta Bogalecka, prof. nadzw. PG dr inż. Piotr Kołodziejek Materiały zostały przygotowane w związku z realizacją projektu pt. Zamawianie kształcenia na kierunkach technicznych, matematycznych i przyrodniczych pilotaż współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Nr umowy: 46/DSW/4.1.2/2008 zadanie w okresie od

2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest analiza wpływu przesłonięcia na pracę ogniwa słonecznego. Na sprawność ogniwa wpływa nasłonecznienie, temperatura otoczenia i kąt promieni słonecznych względem ogniwa oraz ich równomierność. 2. Wstęp Całkowite zasłonięcie tylko jednej komórki, pomimo pełnego nasłonecznienia reszty komórek, powoduje istotny spadek mocy całego ogniwa. Zasłonięcie jednej komórki powoduje, że część komórek nagrzewa się, co może prowadzić do awarii. Ograniczeniu wpływu zakłócenia, jakim jest częściowe zasłonięcie, służą diody bocznikujące, które sprawiają, że prąd omija słabo oświetlone komórki ogniwa. Zastosowanie diod U WY Rys. 1. Budowa panelu fotowoltaicznego. Ogniwo Komputer Przetwornica Interfejs sterowania i programowania Odbiornik Magazyn energii Rys. 2. Schemat funkcjonalny stanowiska laboratoryjnego. 2

3 bocznikujących, pozwala nie tylko poprawić sprawność systemu, ale co najważniejsze, chroni ogniwo przed destrukcją termiczną. 2. Efekt częściowego przesłonięcia komórki ogniwa Praca przy braku diod bocznikujących Schemat zastępczy łańcucha komórek o różnych wartościach nasłonecznienia został przedstawiony na rys. 3. G 1 I G1 D 1 R S1 I wy1 R P1 I G2 D 2 R S2 I wy2 G 2 R P2 Uwy2 I G3 D 3 R S3 I wy3 G 2 R P3 U wy3 Rys. 3. Schemat zastępczy łańcucha komórek ogniwa fotowoltaicznego przy braku diod bocznikujących. Na schemacie przedstawiono rozpływ prądów gdy prąd jednej z komórek jest mniejszy od innych. W celu zobrazowania warunków pracy przyjęto, że fotoprąd pierwszej komórki (I G1 ) jest dwukrotnie mniejszy niż fotoprąd kolejnych dwóch komórek (I G2 ). Prądy wyjściowe każdej z komórek, muszą być sobie równe, wynika to z faktu, że prąd musi się zamknąć przez rezystancje R S1, R S2, R S3 i obciążenie. W warunkach równomiernego naświetlenia tylko niewielka cześć prądu, zależna od warunków obciążenia (napięcia wyjściowego), wraca do źródła przez diodę i rezystancję pasożytniczą. Podczas nierównomiernego naświetlenia nadmiar prądu zamyka się przez diodę komórki lepiej oświetlonej i w niewielkim stopniu przez rezystancję pasożytniczą. Nadwyżka prądu to w przybliżeniu różnica pomiędzy fotoprądem generowanym w danej komórce, a najniższym fotoprądem w gałęzi. Charakterystyki łańcucha komórek niezbocznikowanych diodami, są analogiczne do charakterystyk komórki o najmniejszej wartości fotoprądu. 3

4 Efekt nierównomiernego naświetlenia powoduje nie tylko zmniejszenie ilości wyprodukowanej energii, ale i jednocześnie podgrzewanie komórek. Nadmierny wzrost temperatury jest przyczyną degradacji komórek, a w niektórych przypadkach prowadzi do całkowitego ich zniszczenia. 2.2 Efekt częściowego zasłonięcia komórek w łańcuchu z diodami bocznikującymi. Schemat zastępczy łańcucha komórek o różnych wartościach nasłonecznienia z diodami bocznikującymi, został przedstawiony na rys. 4. G 1 G 1 D 1 R P1 R S1 I wy1 U wy1 I d1 G 2 G 2 D 2 R P2 R S2 I wy2 U wy2 G 3 D 3 R S3 I wy3 G 3 R P3 U wy3 I d2 G 4 D 4 R S4 I wy4 G 4 R P4 U wy4 Rys. 4. Schemat zastępczy łańcucha komórek ogniwa fotowoltaicznego z diodami bocznikującymi. W sytuacji przedstawionej na schemacie zastępczym prąd wyjściowy pierwszych dwóch komórek jest znacznie mniejszy niż prąd komórek: trzeciej i czwartej. Z pierwszego prawa Kirchhoffa wynika, że nadwyżka prądu musi się zamknąć przez diodę bocznikującą. Zamkniecie się prądu przez diodę bocznikującą powoduje, że napięcie na jej zaciskach wynosi około U d1 0.7V, co z kolei sprawia, że napięcie na każdej komórce jest ujemne i dlatego fotoprąd komórki najsłabiej oświetlonej niemal w całości oddawany jest do obciążenia. Różnica prądów poszczególnych komórek tej gałęzi i najniższego prądu 4

5 moc wyjściowa P WY [W] prąd wyjściowy I WY [A] w łańcuchu, zamyka się przez wewnętrzną diodę. Niskie napięcie komórek uniemożliwia przepływ prądu przez rezystancję pasożytniczą. Charakterystyki I = f(u) oraz P = f(u) przykładowego ogniwa słonecznego z dwoma diodami bocznikującymi dla identycznych warunków termicznych i różnych oświetleń poszczególnych łańcuchów przedstawiają wykresy 5 i 6. Wartość nasłonecznienia pierwszego łańcucha to G 1 = 0.3kW/m 2, zaś drugiego G 2 = 1kW/m ,5 2 1,5 1 0, napięcie wyjściowe U WY [V] Wykres 1. Charakterystyka I WY = f(u WY ) panelu fotowoltaicznego KC40T-1 dla różnych warunków oświetleniowych. (G 1 =0.3kW/m 2, G 2 =1kW/m 2, T=25 o C, R S = 0.25Ω, R P = 250Ω, A = 1.4) napięcie wyjściowe U WY [V] Wykres 2. Charakterystyka P WY = f(u WY ) panelu fotowoltaicznego KC40T-1 dla różnych warunków oświetleniowych. (G 1 =0.3kW/m 2, G 2 =1kW/m 2, T=25 o C, R S = 0.25Ω, R P = 250Ω, A = 1.4). 5

6 Z uzyskanej charakterystyki P = f(u) wynika, że przy częściowym przesłonięciu pojawiają się dwa ekstrema. Tradycyjne algorytmy sterowania pozwalają na odnalezienie ekstremum odpowiadającego wyższym napięciu. Moc w tym ekstremum, w pewnych warunkach, może być mniejsza niż moc uzyskana w ekstremum odpowiadającemu niższemu napięciu. Z głębszej analizy wynika fakt, że diody bocznikujące nie tylko służą poprawie sprawności ogniw, ale przede wszystkim mają za zadanie ograniczyć nagrzewanie fotoprądem i degradację termiczną. Oznacza to, że praca ogniwa w optymalnym punkcie pracy nie tylko powoduje wzrost zysku energetycznego, ale także ogranicza destrukcję termiczną. 3. Wpływ temperatury na pracę ogniwa fotowoltaicznego Istotny wpływ na pracę ogniwa ma temperatura komórek. Na temperaturę istotny wpływ ma wiele czynników, takich jak: temperatura otoczenia, prędkość i kierunek wiatru, wilgotność powietrza, kąt padania promieni słonecznych, równomierność nasłonecznienia, punkt pracy ogniwa słonecznego i inne. Na niektóre z tych czynników można oddziaływać. Poprawa wentylacji ogniwa jest stosunkowo prosta i w znaczący sposób może poprawiać efektywność systemu. Praca w optymalnym punkcie pracy, to kolejny sposób na obniżenie strat mocy im mniejsza ilość prądu będzie się zamykać przez wewnętrzną diodę komórki ogniwa tym mniej mocy będzie się wydzielało wewnątrz komórki ogniwa i mniej będzie ją ogrzewało. Obliczenie, a nawet oszacowanie wpływu tych wszystkich czynników jest bardzo trudne i samo w sobie mogłoby, stanowić temat odrębnej pracy dyplomowej. Dlatego uwzględnienie tych wpływów zostanie pominięte, jednak jednym z wejść modelu jest wektor temperatur każdej komórki z osobna, co oznacza, że można na model oddziaływać zgodnie ze zmierzonymi warunkami temperaturowymi. 4. Algorytmy obliczania punktu pracy komórki ogniwa. Stanowisko laboratoryjne stanowi ogniwo słoneczne Kyocera 40CT-1, przetwornica napięcia z interfejsem sterowania firmy MMB Drives, akumulator oraz obciążenie rozładowujące akumulator. Schemat funkcjonalny stanowiska laboratoryjnego został przedstawiony na rys. 2. Pomiar charakterystyki ogniwa fotowoltaicznego można zrealizować przez wymuszenie najpierw napięcia minimalnego, a następnie wymuszenie napięcia maksymalnego. Ponieważ zmiana wartości napięcia nie odbywa się natychmiastowo i trwa od 0,25s przy maksymalnym nasłonecznieniu do 1s przy nasłonecznieniu 100W/m2, można w tym czasie wielokrotnie 6

7 zmierzyć wartości napięć oraz prądów, i w ten sposób utworzyć charakterystykę I WY = f(u WY ). Zmiana wartości napięcia ogniwa odbywa się przez wymuszenie czasów załączenia pierwszego tranzystora przetwornicy. Drugi tranzystor służy do kondycjonowania napięcia wyjściowego przetwornicy. Jednym z zaimplementowanych algorytmów poszukiwania maksymalnego punktu pracy (MPP) na stanowisku laboratoryjnym jest często wykorzystywany przy poszukiwaniu optymalnego napięcia algorytm Perturb and Observe (PO). Algorytm ten polega na niewielkim okresowym podwyższaniu lub obniżania napięcia, a następnie porównywaniu mocy oddawanej w danej chwili i mocy oddawanej przed zmianą napięcia. Na podstawie porównania mocy wyznacza się kolejną wartość przyrostu napięcia oraz jego znak. Do zalet tej metody poszukiwania punktu maksymalnej mocy należy zaliczyć brak przerw w oddawaniu mocy oraz wysoką skuteczność przy dużych wartościach nasłonecznienia. Główne wady to ciągłe oscylacje wokół optymalnego punktu pracy i brak możliwości odnalezienia wszystkich ekstremów lokalnych, gdy ogniwo jest częściowo przesłonięte. Algorytm PO został przedstawiony na rys. 3, gdzie U MPPS napięcie maksymalnej mocy ogniwa w standardowych warunkach testowych, U WY mierzone napięcie wyjściowe ogniwa, U REF zadane napięcie wyjściowe ogniwa, I WY mierzony prąd wyjściowy ogniwa, U wartość przyrostu napięcia, P 1 moc przed zaburzeniem oraz P 2 moc po zaburzeniu. 7

8 moc wyjściowa ogniwa P WY [W] Start U REF = U MPP U = 0.05V NIE U WY = U REF TAK P 1 =U REF I WY U REF = U REF + U NIE U WY = U REF U REF = U REF + U TAK P 2 =U REF I WY U = - U P 1 = P 2 P 1 < P 2 TAK NIE Rys. 3. Algorytm poszukiwania punktu maksymalnej mocy metodą PO ,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 napięcie wyjściowe ogniwa U WY [V] Rys. 4. Charakterystyka P = f(u) panelu fotowoltaicznego KC40T-1 dla standardowych warunków testowych. 8

9 Kolejna zastosowana metoda poszukiania MPP to Momentarily Short Calibration method, która polega na zwieraniu ogniwa przez cewkę, co pozwala na zarejestrowanie charakterystyki w zakresie napięć od napięcia nie obciążonego ogniwa (U WY = U OC ) do ogniwa w stanie zwarcia (U WY = O). W czasie zwarcia jednocześnie rejestrowane i zatrzaskiwane są prąd i napięcie. Zaletą tej metody jest duża dokładność i bardzo wysoka odporność na zakłócenia związane z częściowym przesłonięciem i zmianami temperatur. Wadą tej metody są: konieczność instalacji czujników prądu i napięcia oraz dodatkowego wyposażenia. Kolejną wadą jest fakt, że metoda ta wymaga chwilowego odłączania ogniwa. Na rys. 5 przedstawiono schemat układu wraz z modyfikacją pozwalającą na zastosowanie przedstawionego wyżej algorytmu. Przetwornica Obciążenie DC DC I Ogniwo słoneczne Układ regulacji U Rys. 5. Schemat układu ogniwa i przetwornicy wraz z modyfikacją umożliwiającą wykorzystanie algorytmu short-calibration. A/ A/C Ponieważ algorytm PO wykazuje brak odporności na częściowe przesłonięcie, a algorytm MSC wymaga okresowego odłączania ogniwa słonecznego, jako rozwiązanie pośrednie zastosowano algorytm, który po zmianie warunków nasłonecznienia, a więc i mocy oddawanej, odszukuje punkt maksymalnej mocy, a następnie śledzi go za pomocą metody PO. Główną zaletą rozwiązania wykorzystującego pomiar charakterystyki jest odporność na częściowe przesłonięcie. Zaletą metod gradientowych jest duża dokładność i brak przerw w dostarczaniu energii. Główną ideą tego algorytmu poszukiwania punktu maksymalnej mocy jest reakcja na nagłe zmiany prądu dostarczanego przez ogniwo, które są efektem zmiany warunków nasłonecznienia. Reakcją na nagłe zmiany nasłonecznienia i wynikające z nich nagłe zmiany mocy np. o 10% w ciągu sekundy, jest pomiar charakterystyki prądowo 9

10 napięciowej, który pozwala na przybliżone określenie napięcia przy którym uzyskiwana jest moc maksymalna. Kolejnym krokiem jest śledzenie punktu maksymalnej mocy, aż do kolejnej nagłej zmiany prądu ogniwa. Uproszczony graf algorytmu został przedstawiony na rys. 6, gdzie U Pmax napięcie punktu maksymalnej mocy, I Pmax prąd punktu maksymalnej mocy. Start Pomiar charakterystyki I = f(u) Obliczenie charakterystyki P = f(u) Odnalezienie U Pmax Śledzenie U Pmax algorytmem PO TAK Nagła zmiana mocy ogniwa (zmiana nasłonecznienia) NIE Rys. 6. Hybrydowy algorytm poszukiwania punktu maksymalnej mocy. Algorytm ten łączy zalety wszystkich przedstawionych wcześniej algorytmów i ogranicza ich wady. Dzięki pomiarowi całej charakterystyki układ jest odporny na częściowe zasłonięcie, a dzięki algorytmowi PO wyznaczanie punktu maksymalnej mocy jest dokładne oraz ograniczana jest ilość odłączeń ogniwa. W celu zmniejszenie amplitudy oscylacji napięcia wokół punktu maksymalnej mocy należy zastosować algorytm PO o zmiennej wartości przyrostu napięcia ( U). Na rys. 7 przedstawiono opisywany tutaj hybrydowy algorytm sterowania ze szczegółowym uwzględnieniem algorytmu PO. 10

11 Start Pomiar charakterystyki I = f(u) Obliczenie charakterystyki P = f(u) Estymacja U Pmax U REF = U Pmax U = 0.05V NIE U WY = U REF TAK P 1 =U REF I WY U REF = U REF + U NIE U WY = U REF TAK P 2 =U REF I WY U REF = U REF + U U = - U P MAX U WY I WY < P TAK NIE P 1 = P 2 TAK P 1 < P 2 NIE Rys. 7. Szczegółowy graf algorytmu hybrydowego poszukiwania punktu maksymalnej mocy. Ponadto częściowe zasłonięcie ogniwa wiąże się z nagrzewaniem ogniwa i może prowadzić do jego destrukcji. Odpowiedni algorytm sterowania pozwala nie tylko na wzrost zysku energetycznego ale i wydłużenie czasu życia ogniwa. 11

12 3. Schemat układu laboratoryjnego Schemat energetycznej i pomiarowej części przetwornicy przedstawiono na rys. 8. Rys. 8. Schemat ideowy energetycznej i pomiarowej części przetwornicy. 12

13 Przetwornica ma możliwość zarówno obniżania jak i podwyższania napięcia. Sterowanie napięciem wyjściowym ogniwa i przetwornicy odbywa się za pomocą tranzystorów Q1 i Q3. Pomiar napięć wykonywany jest za pomocą dzielników rezystancyjnych oraz wzmacniaczy. Sygnały załączające tranzystory pochodzą z interfejsu sterowania i mogą być podane na wejścia tranzystora jedynie za pośrednictwem układu kondycjonującego, którego głównymi elementami są układy scalone U6 i U7. 4. Pomiar charakterystyk ogniwa fotowoltaicznego Charakterystykę ogniwa fotowoltaicznego można zarejestrować przez wymuszenie napięcia minimalnego (około 2V), a następnie wymuszane jest napięcie maksymalne (około 20V gdy ogniwo jest równomiernie naświetlone). Ponieważ zmiana wartości napięcia nie odbywa się natychmiastowo i trwa od 0,25s przy maksymalnym nasłonecznieniu do 1s przy nasłonecznieniu 100W/m2, można w tym czasie wielokrotnie zmierzyć wartości napięć oraz prądów, i w ten sposób utworzyć charakterystykę I WY = f(u WY ) oraz P WY = f(u WY ). Zmiana wartości napięcia ogniwa odbywa się przez wymuszenie czasów załączenia pierwszego tranzystora przetwornicy. Drugi tranzystor służy do kondycjonowania napięcia wyjściowego przetwornicy. Przesłonięcie komórki ogniwa można zrealizować np. za pomocą przyklejanej kartki papieru. Przykładowy sposób przesłonięcia przedstawiono na rys. 9. a) b) c) Rys. 9. Pomiar fizycznego modelu ogniwa w warunkach przesłonięcia, a) pełne nasłonecznienie obu łańcuchów, b) całkowite zasłonięcie jednej z komórek, c) pomiar charakterystyki przy częściowym przesłonięciu jednej z komórek. 13

14 prąd wyjściowy ogniwa [A] prąd wyjściowy ogniwa I WY [A] Przesłonięcie uzyskano przez zasłonięcie komórki tak jak na rysunku 9b. Uzyskane charakterystyki zostały przedstawione na wykresie 9. 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 Ogniwo Model 0, napięcie wyjściowe ogniwa U WY [V] Wykres 3. Charakterystyka I WY = f(u WY ) ogniwa i modelu dla próby 3 (t=27 o C, Ga=0,535 [kw/m 2 ], R S = 0.25Ω, R P = 250Ω i A = 1.4). Przy częściowym przesłonięciu uzyskanym przez zasłonięcie komórki podobnie jak na rysunku 16c charakterystyka przedstawiona jest na wykresie 10. 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, napięcie wyjściowe ogniwa [V] Ogniwo Model Wykres 4. Charakterystyka I WY = f(u WY ) ogniwa i modelu (t=25 o C, Ga=460 [kw/m2], R S = 0.25Ω, R P = 250Ω i A = 1.4). Na wykresach 9 i 10 przedstawiono porównanie charakterystyki zmierzonej z wyznaczoną z modelu symulacyjnego. 14

15 4. Aplikacja do obsługi przetwornicy. Do obsługi przetwornicy został wykorzystany aplet wykonany przez firmę MBB. Aplet został zmodyfikowany na potrzeby długotrwałej rejestracji charakterystyk. Modyfikacja pozwala na rejestracje trzech tablic o wielkości 1300 elementów każda. Uruchomienie przetwornicy rozpoczynamy od jej załączenia przełącznikiem na obudowie, następnie włączamy program Tkombajn. Następnie należy wgrać program sterujący do pamięci interfejsu. Odbywa się to przez kliknięcie przycisku zaznaczonego na rysunku 9. Rys. 9. Program do obsługi przetwornicy wraz z zaznaczonym przyciskiem wgrywania programu sterującego przetwornicą. Następnie należy sprawdzić status przetwornicy. Po kliknięciu na zakładce Inne zaznaczamy opcję status (rys. 10). Rys. 10. Włączenie okna status 15

16 W oknie status poprawne wgranie program sygnalizowane jest przez podświetlenie na zielono pierwszych czterech pól. Pole piąte powinno być podświetlone na fioletowo, dopuszczalne jest aby ostatnie pole było podświetlone na fioletowo lub zielono. Sygnalizacja błędów odbywa się przez podświetlenie jednego z pól na czerwono. Po wgraniu programu można przejść do ustawienia parametrów przetwornicy. Po kliknięciu na zakładce Zmienne w dowolnej komórce kolumny Nazwa należy wpisać KontrolaKonfiguracjiUkladuL1. Następnie w tej samym wierszu i sąsiedniej kolumnie Zapis wpisujemy wartość 6. W ten sposób wybrano hybrydowy algorytm sterowania punktem pracy ogniwa. Wpisując nazwy innych zmiennych możliwe jest odczyt ich wartości. Ostatnim krokiem jest włączenie zezwolenia na załączanie tranzystorów. Odbywa się to przez kliknięcie przycisku ON. Wyłączenie odbywa się przez kliknięcie przycisku OFF. Rejestracji krótkich przebiegów można dokonać w zakładce rejestracje (rysunek 11). Wybór zmiennych do rejestracji odbywa się przez wpisanie ich nazw w lewą kolumnę. Rejestracja może być wyzwalana natychmiast lub gdy pewna zmienna osiągnie określoną wartość, wybór zmiennej odbywa się przez zaznaczenie jej i wybór warunku i wartości po której osiągnięciu załączana jest rejestracja (niebieska ramka na rysunku 11). Zarówno natychmiastowe jak i wyzwalane warunkiem rejestracje uruchamia się przez wciśnięcie przycisku uruchom (zielona ramka na rysunku 11). Czas rejestracji w milisekundach (maksymalnie 10s) podawany jest w polu zaznaczonym czerwoną ramką na rysunku 11. Po zakończeniu rejestracji, dane należy ściągnąć przez wciśnięcie klawisza Transfer i wyświetlić klikając klawisz Wykres fst. Rys. 11. Zakładka rejestracji przebiegów. Możliwa jest również rejestracja przebiegów trwających dłużej niż 10s, rejestrowane jest napięcie, moc oraz ilość załączeń algorytmu SC. Załączenie rejestracji odbywa się przez 16

17 ustawienie wartości zmiennej rejestracja na 1. Ustawienie okresu próbkowania odbywa się przez zmianę wartości zmiennej czasprobki (wartość w sekundach). Po zakończeniu rejestracji sygnalizowanym przez zmianę wartości zmiennej rejestracja na 0 należy kliknąć przycisk Odczyt. Przebiegi zostają zapisane do pliku: c:\przebiegi.dat. Zmienne zapisane dużymi literami są zmiennymi względnymi i przyjmują wartości z zakresu <0,1>, zaś zmienne zapisane małymi reprezentują zapis bezwzględny. Literatura [1] Licznerski M.:Optymalne sterowanie systemem fotowoltaicznym. [2] Evaluating MPPT Converter Topologies Using a Matlab PV Model. G. Walker; Power Conversion Conference 2002 PCC Osaka [3] Study on dynamic and static characteristics of photovoltaic cell. Ujiie, K.; Izumi, T.; Yokoyama, T.; Haneyoshi, T.; Power Conversion Conference, PCC Osaka Załącznik 1.: Fragment pliku źródłowego programu sterującego pracą przetwornicy reprezentujący algorytm sterowania hybrydowego. if (KontrolaKonfiguracjiUkladuL1 == SC) //Short calibration - 6 if (krok==1) ufv_zad=0; // napięcie ogniwa zadane w jednostkach względnych if (UFV <3.5) krok = 2; if (krok == 2) ufv_zad=1; krok = 3; maxp = 0; i=0; UFVmax=0; if (krok ==3) p[1] = UFV * IFV; if (maxp < p[1]) maxp = p[1]; UOPT = ufv; IOPT = IFV; i++; if (i>80000) 17

18 krok=4; ufv_zad=uopt; if (krok ==4) if (fabs(ufv-ufv_zad)<0.2) wymu=ufv-ufv_zad; i=0; KontrolaKonfiguracjiUkladuL1 = PO; // PO - 5 if (KontrolaKonfiguracjiUkladuL1 == PO) //PO if( i == 0) p[1] = UFV * IFV; ufv_zad = ufv_zad + deltau; if( i == 1000) p[2] = UFV * IFV; if ( p[2] < p[1] ) deltau = - deltau; i=-1; if (fabs(ifv - IOPT)> 4.8*IOPT) krok =1; KontrolaKonfiguracjiUkladuL1 = SC; i++; Program ćwiczenia 1) Zapoznać się ze strukturą stanowiska laboratoryjnego i obsługą panelu operatora i zarejestrować wartości promieniowania słonecznego na stanowisku nr 1. 2) Przeprowadzić rejestrację pomiarów pracy ogniwa fotowoltaicznego dla hybrydowego algorytmu poszukiwania MPP (maksymalnego punktu pracy): - PO (Perturb-Observe), (zmienna KontrolaKonfiguracjiUkladuL1=5) - SC (Short Calibration), (zmienna KontrolaKonfiguracjiUkladuL1=6) 3) Przeprowadzić pomiary i wyznaczyć charakterystyki prądowo-napięciowe oraz mocy z wykorzystaniem układu sterowania z zadawaniem napięcia (zmienna ufv_zad, KontrolaKonfiguracjiUkladuL1=2) 18

19 4) Zbadać wpływ przesłonięcia częściowego komórki ogniwa (1/2, 2/3 i 3/4) oraz wpływ zastosowania diod bocznikujących na pracę ogniwa. Na charakterystykach wskazać punkt wyłączenia diody bocznikującej (widoczny na charakterystykach jako punkt przełamania) i uwzględnić aktualną wartość promieniowania słonecznego. 5) W trybie pracy algorytmu hybrydowego MPP zarejestrować przebiegi przejściowe podczas zasłaniania i odsłaniania wybranych komórek ogniwa i na ich podstawie ocenić jakość zastosowanego sterowania. 7) Wyznaczyć rzeczywistą sprawność ogniwa przy pracy MPP i oraz dla zadanej wartości napięcia 12V. 8) Porównać charakterystyki z wynikami badań symulacyjnych uzyskanymi w ćw. nr 1. 19