A Novel Method Based on Bısectıon Search Algorıthm for Extractıng the Reference Parameters of Pv Modules

Abstract

Manufacturers generally share datasheet values of photovoltaic (PV) modules at only standard test conditions (STC). These conditions enable PV modules to generate high power but are rarely encountered in the real environment. Therefore, accurate modeling of PV modules is very important in terms of estimating the energy that can be obtained under all operating conditions. Many studies have been conducted in this field in the literature. In this study, a new method is proposed for the implementation of the commonly used five-parameter model. This new method uses a bisection search algorithm for calculating the value of the series resistance, which is one of the five parameters, and thus extracting the other parameters. The datasheet values provided by the manufacturers are sufficient for obtaining the series resistance and therefore other parameters. The accuracy of the method was first tested by comparing the datasheet values of the three different PV modules with the outputs of the proposed method. Finally, the simulation accuracy of the proposed method for different operating conditions was tested by comparing the real measurement data collected by the National Renewable Energy Laboratory (NREL) with the outputs of the method under the same operating conditions. The results show that the proposed method demonstrates good agreement with both datasheet values and real measurement data. The method offers a good balance of simplicity-accuracy.

Üreticiler genellikle fotovoltaik (PV) modüllerin standart test koşullarındaki veri sayfası değerlerini paylaşmaktadırlar. Bu koşullar PV modüllerinin yüksek güç üretmesini sağlar, ancak gerçek ortamda nadiren karşılaşılır. Bu nedenle, PV modüllerin doğru modellenmesi, her türlü çalışma koşulunda elde edilebilecek enerjinin tahmin edilebilmesi açısından oldukça önemlidir. Literatürde bu alanda pek çok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, yaygın kullanılan beş-parametreli modelin uygulanmasında yeni bir yöntem önerilmektedir. Bu yeni yöntem, beş parametreden biri olan seri direncin değerini hesaplamak ve böylelikle diğer parametrelerin çıkarılması için ikiye ayırmalı bir arama algoritması kullanmaktadır. Seri direncin ve dolayısıyla diğer parametrelerin elde edilmesinde üreticilerin sunduğu veri sayfası değerleri yeterli olmaktadır. Yöntemin doğruluğu, ilk olarak, üç farklı PV modülün veri sayfası değerleri ile önerilen yöntemin çıktılarının karşılaştırılmasıyla test edilmiştir. Son olarak, önerilen yönteminin farklı çalışma şartları için simülasyon doğruluğu ise Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından toplanan gerçek ölçüm verilerinin, yöntemin aynı çalışma şartlarındaki çıktılarıyla karşılaştırılmasıyla test edilmiştir. Sonuçlar, önerilen yöntemin hem veri sayfası değerleri hem de gerçek ölçüm verileri ile iyi bir uyum sağladığını göstermektedir. Yöntem iyi bir basitlik-doğruluk dengesi sunmaktadır.