Πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της σκίασης στην παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος σε τεχνολογίες φωτοβολταϊκών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό τη μελέτη της συμπεριφοράς διαφορετικών τύπων φωτοβολταϊκών πλαισίων υπό διαφορετικές συνθήκες με στόχο να εξαχθούν κρίσιμα και σημαντικά αποτελέσματα για την απόδοση. Πιο συγκεκριμένα, ελέγχθησαν φωτοβολταϊκά πλαίσια δύο διαφορετικών τύπων για χρονικό διάστημα 3 μηνών τόσο σε πλήρη έκθεση στον ήλιο όσο και υπό συνθήκες μερικής σκίασης. Σε κάθε περίπτωση εξήχθη η καμπύλη μέγιστης ισχύος. Το πρώτο κεφάλαιο αποτελεί μια εισαγωγή στην ηλιακή ενέργεια, την ηλιακή ακτινοβολία και τη μετατροπή της ηλιακής σε ηλεκτρική ενέργεια. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια εκτεταμένη αναφορά στα είδη των φωτοβολταϊκών στοιχείων, στο πως δομείται ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο καθώς και στις σημαντικότερες συνδέσεις. Ως τρίτο κεφάλαιο ορίζεται η καμπύλη I-V και αναλύονται οι παράγοντες που την επηρεάζουν. Το τέταρτο κατά σειρά κεφάλαιο είναι ο προσδιορισμός του βαθμού απόδοσης καθώς και οι παράγοντες που τον επηρεάζουν. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται το φαινόμενο της μερικής σκίασης και το πώς αυτό επιδρά στη λειτουργία του φωτοβολταϊκού πλαισίου. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή της πειραματικής διάταξης. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του πειράματος. Το όγδοο κεφάλαιο αποτελεί την περιγραφή των συμπερασμάτων που προέκυψαν από την πειραματική διαδικασία. Το τελευταίο κεφάλαιο περιλαμβάνει τους πίνακες με τις ημερήσιες μετρήσεις, καθώς και εκτενή βιβλιογραφία στην οποία ο αναγνώστης μπορεί να ανατρέξει για οποιαδήποτε περαιτέρω πληροφόρηση. This diploma thesis aims to study the behavior of different types of photovoltaic panels under different conditions in order to extract critical and important results for their performance. In particular, photovoltaic panels of three different types were tested for a period of 3 months, both in full sunlight and under partial shade conditions. In each case, the maximum power curve was exported. The first chapter is an introduction to solar energy, solar radiation and the conversion of solar energy to electricity. In the second chapter there is an extensive reference to the types of photovoltaic elements, to how to construct a photovoltaic panel as well as to the most important connections. The third chapter defines the curve I-V and analyzes the factors that affect it. The fourth chapter is to determine the degree of performance and the factors that affect it. In the fifth chapter, the phenomenon of partial shading and how it affects the operation of the photovoltaic panel, is analyzed. The sixth chapter describes the experimental layout. The seventh chapter presents the results of the experiment. The eighth chapter is a description of the conclusions that emerged from the experimental process. The last chapter includes tables with daily measurements, as well as extensive bibliography in which the reader can refer to for any further information.