Photovoltaic Generator Heating Model and Output Control. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MS_Thesis_Abdulraheem_Baabbad_Dec.,_2015.pdf Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

الوحدة الكهروضوئية عبارة عن جهاز غير خطي يقوم بتحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربائية وقد لوحظ أثنا عمل جهاز الكهروضوئية بان كمية االقدرة الناتجة تقل حتى مع ارتفاع الاشعاع الشمسي بسبب ارتفاع درجة حرارة الخلية العاملة. في هذه الاطروحة تم التحكم بدرجة حرارة الخلية العاملة لتحسين الكفاءة الكهربائية من الوحدة الكهروضوئيهة باستخدام التبريد السطحي المائي. النموذج الكهربائي والحراري حُلل رياضياً باستخدام برنامج المحاكاة في الماتلاب لدراسة تصرف وأداء درجة حرارة الخلية وقدرة الخرج تحت الشروط البيئية مثل درجات الحرارة والاشعاع. في هذه الدراسة تم استخدام المتحكم بي اي دي للتحكم بدرجة حرارة الخلية والحصول على كفاءة قدرة خرج عالية. وقد تم دراسة تاثير الحرارة والاشعاع على أداء وحدة الكهروضوئية باستخدام منحنيات التيار –الجهد. وقد تم تصميم نظام التبريد السطحي باستخدام الماء وتنفيذه عمليا لدراسة تاثير درجة حرارة الخلية على ناتج اداء اللوحة الكهروضوئية في حالتي التبريد وبدون تبريد تحت الشروط المناخية لمدينة الظهران في المملكة العربية السعودية. ايضا اختبار منحنى التيار-الفولتية و القدرة–الجهد نفذا عمليا مع كلا الحالتين. النتائج التجريبيه بينت بان التبريد باستخدام الماء يقلل درجة حرارة الخليه ويزيد من قدرة الخرج.

English Abstract

A photovoltaic (PV) module is a nonlinear device that transforms the electrical energy from the sun. During the work of PV module, it has been observed that the amount of produced power goes dawn even with an increased radiation. That is because of increasing operating cell temperature. In this thesis, the operating cell temperature has been controlled to improve electrical efficiency of PV module using water cooling surface system. The electrical model and thermal model are analysed mathematically using MATLAB/ SIMULINK software. The behaviour and performance of cell temperature and output power are studied under environmental conditions such as ambient temperature and irradiation. In the simulation study; the proportional, integral and derivative (PID) controller is used for controlling the cell temperature and obtaining high output power efficiency. The effect of solar radiation and temperature on performance of PV module has been studied with I-V curves. Furthermore, in the experimental study the water cooling system has been designed and implemented. An operating cell temperature influence on output performance of PV panel with and without cooling cases is studied under Dhahran city, Saudi Arabia climate conditions. Similarly, the influence of cooling on I-V values is investigated. The experimental results show that the cooling using water control reduces the cell temperature and increases the output power

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Belhadj, Chokri
Committee Members:	Ben-Mansour, Rached and Kassas, Mahmoud
Depositing User:	BAABBAD AB MOHAMMED (g201001340)
Date Deposited:	09 Jun 2016 08:02
Last Modified:	01 Nov 2019 16:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139904