Оцінювання явних моделей на основі W-функції Ламберта для моделювання та відтворення різних сенсибілизованих барвниками сонячних елементів (DSSC)
Анотація
У цій статті використовувалися характерні точки як вхідні дані в п’яти різних явних моделях на основі W-функції Ламберта для вилучення параметрів моделі трьох DSSC. Крім того, ці параметри моделі для заданих значень напруг були використані для отримання відповідних струмів для моделювання DSSC. Результати показують, що знак параметра моделі не має значення для методів, які не мають послідовного опору та опору шунта. Однак, коли Rsh був від’ємним, 5-параметрична однодіодна модель не дала хорошої відповідності кривої, за винятком випадків, коли нехтували Rsh та використовували 4-параметричну модель. Більше того, усі параметри моделі для DSSC з гарбузовим барвником були регулярними та дали хорошу відповідність кривій для всіх моделей. З іншого боку, DSSC з негативними значеннями Rsh оброблялися за допомогою чотирипараметричної моделі для отримання хорошої відповідності кривої. Таким чином, знак параметра моделі має значення при моделюванні DSSC з використанням однодіодної моделі.
Завантаження
Посилання
L Hernandez-Callejo, S. Gallardo-Saavedra, and V. Alonso-Gomez, “A review of photovoltaic systems: Design, operation and maintenance”, Sol. Energy, 188, 426-440 (2019). https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.06.017
P.G.V. Sampaio, and M.O.A. Gonzalez, “The photovoltaic solar energy: conceptual framework”, Renew. Sustainable Energy Rev. 74, 590 (2017). https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.081
M.H. Shubbak, “Advances in solar photovoltaics: Technology review and patent trends”, Renew. Sustainable Energy Rev. 115, 109383 (2019). https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109383
A.S. Sarkin, N. Ekren, and S. Saglam, “A review of anti-reflection and self-cleaning coating on photovoltaic panels”, Solar energy, 199, 63 (2020). https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.01.084
V. Muteri, M. Cellura, D. Curto, V. Franzitta, S. Longo, M. Mistretta, and M.L. Parisi, “Review on life cycle assessment of solar photovoltaic panels”, Energies, 13(1), 252 (2020). https://doi.org/10.3390/en13010252
M. Krebs-Moberg, M. Pitz, T.L. Dorsette, and S. H. Gheewala, “Third generation of photovoltaic panels: A life cycle assessment”, Renew. Energy, 164, 556 (2021). https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.09.054
A.M. Humada, S.Y. Darweesh, K.G. Mohammed, M. Kamil, S.F. Mohammed, N.K. Kasim, T.A. Tahseen, et al, “Modeling of PV system and parameter extraction based on experimental data: Review and investigation”, Sol. Energy, 199, 742 (2020). https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.02.068
S.M. Sze, Physics of semiconductor devices, (Wiley-Interscience, NY, USA, 1969).
W.G. Pfann, and W. Van Roosbroeck, “Radiative and photovoltaic p-n junction power sources”, J. Appl. Phys. 25, (1954). https://doi.org/10.1063/1.1721579
M.B. Prince, “Silicon solar energy converters”, J. Appl. Phys. Vol. 26, 534 (1955). https://doi.org/10.1063/1.1722034
M. Wolf, and H. Rauschenbach, “Series resistance on the performance of photovoltaic modules”, Renew. Energy Convers. 3, 455 (1963). http://dx.doi.org/10.1016/0365-1789(63)90063-8
E.E. Van Dyk, and E.L. Meyer, “Analysis of the effect of parasitic resistances on the performance of photovoltaic modules”, Renew. Energy, 29, 333 (2004). http://dx.doi.org/10.1016/S0960-1481(03)00250-7
M. De Blas, J. Torres, E. Prieto, and A. Garcia, “Selecting a suitable model for characterizing photovoltaic devices”, Renew. Energy, 25, 371 (2002). https://doi.org/10.1016/S0960-1481(01)00056-8
C. Carrero, J. Rodriguez, D. Ramirez, and C. Platero, “Simple estimation of PV modules loss resistances for low error modeling”, Renew. Energy, 35, 1103 (2010). https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.10.025
X.-G. Zhu, Z.-H. Fu, and X.-M. Long, “Sensitivity analysis and more accurate solution of photovoltaic solar cell parameters”, Sol. Energy, 85, 393 (2011). https://doi.org/10.1016/j.solener.2010.10.022
D.L. Batzner, A. Romeo, H. Zogg, and A.N. Tiwari, CdTe/CdS Solar cell performance under low irradiance, in: Proceeding of the 17th European photovoltaic solar energy conferences and exhibition, (WIP-Renable Energies, Munich, 2001). pp. 1-4.
K.L. Kennerd, “Analysis of performance degredation in CdS solar cells”, IEEE Trans. Acrosp. Electron Syst. AES-5, 912 (1969). https://doi.org/10.1109/taes.1969.309966
J. Charles, M. Abdelkrim, Y. Muoy, and P. Mialhe, “A practical method of analysis of the current-voltage characteristics of solar cells”, Sol. Cells, 4, 169 (1981). https://doi.org/10.1016/0379-6787(81)90067-3
W. De Soto, S.A. Klein, and W.A. Beckman, “Improvement and validation of a model for photovoltaic array performance”, Sol. Energy, 80, 78 (2006). https://doi.org/10.1016/j.solener.2005.06.010
C. Carrero, J. Amador, and S. Arnaltes, “A single procedure for helping PV designers to select silicon PV modules and evaluate the loss resistances”, Renew. Energy, 32, 2579 (2007). https://doi.org/10.1016/j.renene.2007.01.001
W. Shockley, “The theory of p-n junctions in semiconductors and p-n junction transistors”, Bell syst. Tech. J. 28, 435 (1949). https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1949.tb03645.x
J. Cubas, S. Pindado, and M. Victoria, “On the analytical approach for modeling photovoltaic systems behavior”, Power sources, 247, 467 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.09.008
S. Lineykin, M, Averbukh, and A. Kuperman, “Five-parameter model of photovoltaic cell based on STC data and dimensionless”, in: Poceedings of the 2012 IEEE 27th convention of electronical and electronics engineers in Israel, (Eilat, Israel, 2012). pp. 1-5, https://doi.org/10.1109/EEEI.2012.6377079
L. Peng, Y. Sun, Z. Meng, Y. Wang, and Y. Xu, “A new method for determining the characteristics of solar cells”, J. Power sources, 227, 131 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.061
L. Peng, Y. Sun, and Z. Meng, “An improved model and parameters extraction for photovoltaic cells using only three state points at standard test condition”, J. Power Sources, 248, 621 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.07.058
A. Orioli, and A. Di Gangi, “A procedure to calculate the five-parameter model of crystalline silicon photovoltaic modules on the basis of the tabular performance data”, Appl. Energy, 102, 1160 (2013). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.06.036
J. Ma, K.L. Man, T.O. Ting, N. Zhang, S.-U. Guan, and P.W.H. Wong, “Approximate single-diode photovoltaic model for efficient I-V characteristic estimation”, Sci. World J. 23047 (2013). https://doi.org/10.1155/2013/230471
J. Ma, K.L. Man, T.O. Ting, N. Zhang, S.-U. Guan, and P.W.H. Wong, “Parameter estimation of photovoltaic models via Cuckoo” Search. J. appl. Math. 362619 (2013). https://doi.org/10.1155/2013/362619
Y. Li, W. Huang, H. Huang, C. Hewitt, Y. Chen, G. Fang, and D.L. Carroll, “Evaluation of methods to extract parameters from current-voltage characteristics of solar cells”, Sol. Energy, 90, 51 (2013). https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.12.005
S.B. Dongue, D. Njomo, J.G. Tamba, L. Ebengai, “Modeling of electrical response of illuminated crystalline photovoltaic modules using four-parameter models”, Int. J. Emerg. Technol. Afv. Eng. 2, 612 (2012). https://www.ijetae.com/files/Volume2Issue11/IJETAE_1112_96.pdf
K. Ishibashi, Y. Kimura, and M. Niwano, “An extensively valid and stable method for derivation of all parameters of a solar cell from a single current-voltage characteristics”, J. appl. Phys. 103, (2008). https://doi.org/10.1063/1.2895396
S. Lineykin, M. Averbukh, and A. Kuperman, “An improved approach to extract the single-diode equivalent circuit parameters of a photovoltaic cell/panel”, Renew. Sustain. Energy Rev. 30, 282 (2014). https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.10.015
D.T. Cotfas, P.A. Cotfas, and S. Kaplanis, “Methods to determine the DC parameters of solar cells: A critical review”, Renew. Sustain. Energy Rev. 28, 588 (2013). https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.017
D.T. Cotfas, P.A. Cotfas, D. Ursutiu, and C. Samoila, D.T. Cotfas, P.A. Cotfas, D. Ursutiu, and C. Samoila, in: 2012 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), (Brasso, Romania, 2012). pp. 966 972. https://doi.org/10.1109/OPTIM.2012.6231814
E.I. Batzelis, and S.A. Papathanassiou, “A method for the analytical extraction of the single-diode PV model parameters”, IEEE Trans. Sustain. Energy, 7, 504 (2016). https://doi.org/10.1109/TSTE.2015.2503435
J. Cubas, S. Pindado, and C. de Manuel, “Explicit expressions for solar panel equivalent circuit parameters based on analytical formulation and the Lambert W function”, Energies, 7, 4098 (2014). https://doi.org/10.3390/en7074098
G. Petrone, C.A. Ramos-Paja, and G. Spagnuolo, Photovoltaic sources modeling, first ed. (Willey-IEEE Press, Hoboken, NJ, USA, 2017), pp. 208.
Y. Mahmoud, and E.F. El-Saadany, “Fast power-peaks estimator for partially shaded PV systems”, IEEE. Trans. Energy. Convers. 31, 206 (2016). https://doi.org/10.1109/TEC.2015.2464334
S. Pindado, J. Cubas, E. Roibas-Millan, F. Bugallio-Siegel, and F. Sorribes-Palmer, “Assessment of explicit models for different photovoltaic technologies”, Energies, 11, 1 (2018). https://doi.org/10.3390/en11061353
M. Oulcaid, H. El Fadil, A.L. Ammeh, A. Yahya, and F. Giri, “One shape parameter-based explicit model for photovoltaic cell and panel”, Sustain. Energy, Grids Networks, 21, 100312 (2020). https://doi.org/10.1016/j.segan.2020.100312
A. Et-Tayyan, “An empirical model for generating the IV characteristics for a photovoltaic system”, J. Al-Aqsa Uni. 10, 214 (2006). https://www.alaqsa.edu.ps/site_resources/aqsa_magazine/files/225.pdf
E. Roibas-Millan, J.L. Cubera-Estalrrich, A. Gonzalez-Estrada, R. Jado-Peunte, M. Sanabria-Pinzon, D. Alfonso-Corcuera, J.M. Alvarez, J. Cubas, and S. Pindado, “Lamber W-function simplified expressions for photovoltaic current-voltage modeling”, in: 2020 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2020 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe, (IEEE, Spain, 2020). pp. 1-6. https://doi.org/10.1109/EEEIC%2FICPSEUROPE49358.2020.9160734
A. Babangida, Doctorate Thesis, Modiboo Adama University Yola (Nigeria), 2022.
S. Karmalkar, and S. Haneefa, “A physically based explicit J-V model of a solar cell for simple design calculations”, IEEE Electron Device Letters, 29(5), 449 (2008). https://dx.doi.org/10.1109/LED.2008.920466
A.K. Das, “An explicit J-V model of a solar cell for simple fill factor calculation”, Sol. Energy, 85, 1906 (2011). https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.04.030
T.O. Saetre, O.M. Midtgand, and G.H. Yordanov, “A new analytical solar cell I-V curve model”, Renew. Energy, 36, 2171 (2011). https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.01.012
Авторське право (c) 2022 Самах Будур, Ідріс Бучама, Саміха Лайдуді, Валід Беджауї, Лейла Ламірі, Уафія Белгербі, Сіхам Азіз
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
