Primerjava rezultatov simulacije z rezultati meritev na fotonapetostnem moduluVrbinc, Blažka (Avtor) Čepin, Marko (Mentor) sončne celiceMatlabfotonapetostni moduliPN spojDiplomska naloga je razdeljena na dva dela. V prvem delu je teoretična razlaga sončne celice. Najprej so na kratko predstavljeni obnovljivi viri energije, med katere spadajo tudi sončne celice. Podrobno je opisana sestava in delovanje sončnih celic, podrobneje je opisan PN spoj, ki ga dobimo, ko »staknemo« P in N tip polprevodnika. Raziskali smo, kako delimo sončne celice in katere so za kupca z ekonomskega in s praktičnega vidika najboljše. Za uporabnika sončnih celic je pomembno, da imajo sončne celice maksimalni možni izkoristek, da se mu začetna investicija povrne čim prej. Izkoristek lahko izboljšamo s sledenjem soncu. Poznamo dve vrste sledilnih sistemov. Med seboj se razlikujeta po načinu sledenja soncu. Za zmanjševanje mehanskih poškodb je zelo pomembno redno vzdrževanje sončnih celic. Vsaka stavba, ki ima sončne celice, mora biti ustrezno označena in mora imeti požarni načrt. Pred priključitvijo na javno omrežje mora uporabnik izpolnjevati določene pogoje. Drugi del diplomske naloge je sestavljen iz teoretičnega in praktičnega dela. V teoretičnem delu smo izvedli simulacijo sončne celice v programu Matlab-Simulink, ki smo jo v diplomski nalogi tudi podrobneje opisali. Simuliranje fotonapetostnih sistemov se z leti čedalje bolj razvija. S pomočjo simulacije lahko dimenzioniramo fotonapetostne sisteme in napovemo, kakšna bo poraba električne energije. Raziskovanje temelji na povečanju učinkovitost pretvorbe in zmanjšanju stroškov izdelave. Zelo pomembno je najti čim boljše snovno-geometrijske parametre celic, saj je začetna investicija zelo draga in časovno zelo potratna. Modeli sončnih celic temeljijo na eksperimentalnih in teoretičnih izsledkih znanosti z več področij, kot so na primer statična mehanika, kemija, kvantna mehanika. Cilj modeliranja je razviti model, ki vključuje celotno fizikalno delovanje sončne celice, je enostaven in omogoča hiter izračun. Aproksimacija napetostno tokovne I-U karakteristike je temelj modeliranja. Pri tem uporabimo matematični model fotonapetostnega modula. Danes nam pri izračunih pomagajo različni računalniški programi. Računalniški program s pomočjo numeričnih metod rešuje sistem enačb, ki jih model zajema. S pomočjo meritev, ki jih izvedemo, dobimo različne snovno-geometrijske parametre, ki jih uporabimo za numerično vrednotenje modela ter za simuliranje izhodnih karakteristik sončnih celic, kot sta napetostno tokovna I-U karakteristika in izkoristek. Najpomembnejši rezultati simulacij so napetost odprtih sponk, faktor polnjenja, kratkostični tok in izkoristek. Analiza nam omogoča, da ugotovimo, kateri nabor parametrov nam daje željene izhodne karakteristike sončne celice. Praktičen del naloge je vezan na konkretno fotonapetostno elektrarno skupne moči 86 kW, delno na strehi (41 kW) in delno na južni fasadi skladišča embalaže (45 kW). Celice so polikristalne, tipa YL230P-29b, katerih proizvajalec je Yingli Solar. Električni parametri, ki so podani pri standardnih testnih pogojih STC (ang. Standard Test Conditions), so napetost odprtih sponk 37 V; tok kratkega stika 8,4 A; napetost pri Pmax 29,5 V in tok pri Pmax 7,8 A. S pomočjo teh in še nekaterih drugih parametrov smo izvedli simulacijo fotonapetostne elektrarne v programu Matlab-Simulnik. Rezultate simulacije smo primerjali z realnimi meritvami, ki smo jih izvedli v podjetju. Meritve smo izvedli s pomočjo dvokanalnega osciloskopa. S simulacijo smo ugotovili, kako dobro simulacijski program simulira realne pogoje v naravi oziroma kako natančni smo bili pri izvajanju meritev. Meritve so pokazale zelo majhno odstopanje, in sicer je povprečen pogrešek znašal 2,6 %. Simulacijska krivulja in točke realnih meritev so se lepo ujemale.[B. Vrbinc]20212021-06-14 07:35:01Diplomsko delo/naloga127538sl