Моделирање утицаја угла инклинације на енергетску ефикасност фотонапонских модула применом емпиријских корелација

Abstract

У овој дисертацији предложен је аналитички модел за прорачун температуре и анализу перформанси фотонапонских (PV) модула који узима у обзир метеоролошке услове, као и положај и техничке карактеристике PV модула. Модел важи за стационарне режиме рада и заснива се на једначини закона о одржању енергије у којој су природна и принудна конвекција моделиране новим емпиријским корелацијама. Ове корелације могу се применити за било који угао инклинације PV модула и разматране вредности Prandtl-овог броја, што их чини јединственим у техници. Осим тога, предложене корелације укључују могућност појаве сепарације граничног слоја флуида од површине PV модула. Такође, узет је у обзир и утицај угла између правца брзине ветра и равни PV модула, који се обично занемарује код моделирања принудне конвекције. На тај начин, омогућена је врло прецизна процена температуре PV модула, а тиме и снаге и ефикасности који зависе од температуре за све метеоролошке услове и положаје у којима се PV модули обично експлоатишу. За четири конкретна PV модула, утврђено је да се температуре добијене помоћу предложеног модела добро подударају с њима одговарајућим измереним вредностима. У поређењу с другим моделима који се уобичајено користе за термичку анализу PV модула, предложени модел дао је боље резултате. На крају је, помоћу предложеног модела, анализиран утицај различитих параметара (брзине ветра, соларне ирадијансе, температуре амбијента и угла инклинације) на температуру, снагу и ефикасност PV модула. Показано је како перформансе силицијумских PV модула зависе од датих параметара, и предложени су једноставни изрази за прорачун температуре силицијумских PV модула у функцији од тих параметара.