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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2418| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Impactos da temperatura e irradiância em células solares de silício policristalino |
| Autor(es): | FÉBBA, Davi Marcelo |
| Primeiro Orientador: | RUBINGER, Rero Marques |
| metadata.dc.contributor.advisor-co1: | OLIVEIRA, Adhimar Flávio |
| Resumo: | O conhecimento de como os parâmetros elétricos de células solares são afetados pela temperatura e irradiância é de fundamental importância tanto para a avaliação de desempenho de plantas fotovoltaicas quanto para o desenvolvimento de novos dispositivos. Embora muitos trabalhos tenham sido publicados na literatura sobre esse assunto, discrepâncias significativas podem ser encontradas entre eles. Assim, com o objetivo de esclarecê-las, os impactos da temperatura e irradiância em sete células solares de silício policristalino foram estudados através de um minucioso estudo experimental no intervalo 600 − 1000 𝑊/𝑚2 e 25 − 55oC, com a utilização de uma plataforma de caracterização de células solares equipada com controle de temperatura e mesa de vácuo, desenvolvida durante este trabalho, e posterior extração dos parâmetros do modelo de diodo único modificado através do emprego de um processo de otimização global por meio do algoritmo de Evolução Diferencial, resultando em baixos erros entre as curvas I-V experimentais e simuladas. Os resultados indicaram que os efeitos de temperatura são muito mais intensos para todos os parâmetros do modelo de diodo simples modificado, exceto para a fotocorrente. A resistência em série exibiu um decaimento exponencial conforme a temperatura aumentou, permanecendo praticamente constante para diferentes valores de irradiância. A resistência shunt mostrou um decaimento linear com o aumento da temperatura, e permaneceu praticamente constante conforme a irradiância aumento. Já a corrente de saturação reversa do diodo exibiu um crescimento exponencial com o aumento de temperatura, não exibindo alterações significativas para diferentes irradiâncias. O fator de idealidade do diodo permaneceu praticamente constante tanto para variações de temperatura quanto irradiância. A fotocorrente exibiu um crescimento linear conforme a temperatura e irradi- ância aumentaram, sendo muito mais intenso nesse último caso. Foi observado ainda que as incertezas e os erros associados a esse procedimento de caracterização e extração de parâmetros foram pequenas, de modo que essa metodologia produziu resultados que podem ser considerados representantes confiáveis do real comportamento de células solares de silício policristalino sob as condições de temperatura e irradiância estudadas |
| Abstract: | The accurate knowledge of the solar cells parameters dependence on irradiance and temperature is of vital importance for the performance assessment of photovoltaic modules and development of new devices. Many works have been published so far to understand the aforementioned dependence, but significant discrepancies have been found. Therefore, in order to clarify these discrepancies, the temperature and irradiance impacts on seven polycrystalline silicon solar cells were studied through a minutious experimental characterization in the range 600-1000 𝑊/𝑚2 and 25-55oC, using a solar cell characterization platform equipped with vacuum chunk and temperature control, developed during this work, and posterior computational extraction of the single diode parameters using the Differential Evolution optimization technique, resulting in a very low fitting error between experimental and simulated I-V curves. The results indicated that the temperature effects are stronger for all the single diode parameters except for the photocurrent. Series resistance was found to be better described by an exponential decrease with increasing temperature, remaining almost constant as irradiance changed. Shunt resistance showed a linear decrease for increasing temperature, and remained almost constant for different irradiances. The diode saturation current exhibited an exponential increase for higher temperature values and remained almost unchanged for increasing irradiance. The diode ideality factor remained almost unchanged for both temperature and irradiance changes. The photocurrent showed a linear increase for both temperature and irradiance increase, but it was much more accentuated for the latter. Also, it was observed that the errors and uncertainties associated with the characterization procedure and parameter extraction were small, so that the employed methodology produced results that can be regarded as reliable representatives of the real behavior of polycrystalline silicon solar cells under the temperature and irradiance range studied. |
| Palavras-chave: | Células solares Parâmetros elétricos Influência de temperatura Irradiância Evolução diferencial Silício policristalino |
| CNPq: | CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
| Sigla da Instituição: | UNIFEI |
| metadata.dc.publisher.department: | IFQ - Instituto de Física e Química |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Física |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2418 |
| Data do documento: | 28-Jun-2018 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações |
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