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研究生:黃明政
研究生(外文):Ming-jeng Huang
論文名稱:太陽能模組與陣列受隨機遮蔽之分析與模擬
論文名稱(外文):Analysis and simulation of photovoltaic modules and arrays subject to random shading
指導教授:王耀諄王耀諄引用關係
指導教授(外文):Yaw-juen Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:電機工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:太陽能模組部分遮蔽連接方式機率模型
外文關鍵詞:partial shadingprobabilistic modelingEMTPconnection configurationsPV modules
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太陽能發電系統會受不同形式的遮蔽,而影響太陽能電池之輸出功率,本論文利用電磁暫態程式所提供的非線性蕭克萊二極體模型來建立太陽能電池模組與陣列之模型,此方法可有效模擬太陽能電池受到遮蔽時,日射量與電池溫度的變化。本文使用「傳統蒙地卡羅法」來模擬太陽能電池模組及陣列受遮蔽的隨機特性,並開發出一種能讓電磁暫態程式執行蒙地卡羅模擬的「時域蒙地卡羅法」,能有效提升模擬的速度。本文也比較六種不同連接方式之模組及陣列:簡單串聯、並聯連接、先串後並、先並後串、橋式連接、以及蜂巢式連接,在太陽能發電系統受到隨機遮蔽時,模組及陣列的效能及優缺點。
Partial shading often happens to a photovoltaic (PV) power generation system and may greatly reduce its energy conversion efficiency. The Shockley diode model provided by the Electromagnetic Transients Program (EMTP) is adopted in this thesis to model PV modules and arrays under the effects of partial shading. Conventional Monte Carlo method is first used to simulate the characteristics of PV modules and arrays under random shading. A new method is then developed that allows EMTP to carry out Monte Carlo simulation of random shading in the time domain. The time-domain Monte Carlo method has effectively enhanced the simulation speed. PV modules and arrays of six connection configurations, including simple-series, parallel-linked, series-parallel, total-cross-tied, bridge-linked, and honey comb, have been compared when exposed to random shading.
目 錄

中文摘要 ------------------------------------------------------------------------- i
英文摘要 ------------------------------------------------------------------------- ii
致謝 ------------------------------------------------------------------------- iii
目錄 ------------------------------------------------------------------------- iv
表目錄 ------------------------------------------------------------------------- vi
圖目錄 ------------------------------------------------------------------------- viii
符號說明 ------------------------------------------------------------------------- xii
一、 緒論---------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究背景與動機-------------------------------------------------------------- 1
1.2 國內外相關研究情形---------------------------------------------------------- 2
1.3 本論文貢獻----------------------------------------------------------------- 3
1.4 論文大綱------------------------------------------------------------------- 4
二、 太陽能電池之解析模型與模擬方法------------------------------------------------- 5
2.1 前言---------------------------------------------------------------------- 5
2.2 太陽能電池等效電路之解析模型--------------------------------------------------- 5
2.2.1 太陽能電池等效電路模型-------------------------------------------------------- 5
2.2.2 太陽能電池模組模型----------------------------------------------------------- 7
2.2.3 太陽能電池陣列模型----------------------------------------------------------- 8
2.2.4 未受遮蔽模組與部份遮蔽的模組串聯模型--------------------------------------------- 9
2.3 太陽能電池之EMTP模型--------------------------------------------------------- 10
2.4 數值實例分析----------------------------------------------------------------- 16
2.4.1 日射量影響------------------------------------------------------------------- 17
2.4.2 溫度影響-------------------------------------------------------------------- 18
2.4.3 單一太陽能電池模組受到部分遮蔽-------------------------------------------------- 19
2.4.4 太陽能電池模組串聯陣列發生部份遮蔽----------------------------------------------- 20
2.5 本章結論-------------------------------------------------------------------- 21
三、 PV模組以不同連接方法下受部分遮蔽之輸出影響---------------------------------------- 22
3.1 前言----------------------------------------------------------------------- 22
3.2 簡單串聯組態----------------------------------------------------------------- 23
3.3 並聯連接組態----------------------------------------------------------------- 25
3.4 先串後並組態----------------------------------------------------------------- 28
3.5 先並後串組態----------------------------------------------------------------- 30
3.6 橋式連接組態----------------------------------------------------------------- 33
3.7 蜂巢式連接組態-------------------------------------------------------------- 36
3.8 六種連接組態受到四種情形的遮蔽影響分析------------------------------------------ 40
3.9 六種連接組態隨機遮蔽機率分析-------------------------------------------------- 41
3.10 本章結論------------------------------------------------------------------- 46
四、 PV陣列以不同連接方法下受部分遮蔽之輸出影響--------------------------------------- 47
4.1 前言---------------------------------------------------------------------- 47
4.2 簡單串聯組態----------------------------------------------------------------- 48
4.3 並聯連接組態----------------------------------------------------------------- 51
4.4 先串後並組態----------------------------------------------------------------- 54
4.5 先並後串組態----------------------------------------------------------------- 58
4.6 橋式連接組態----------------------------------------------------------------- 62
4.7 蜂巢式連接組態-------------------------------------------------------------- 66
4.8 六種連接組態受到四種情形的遮蔽影響分析----------------------------------------- 71
4.9 六種連接組態隨機遮蔽機率分析-------------------------------------------------- 72
4.10 本章結論-------------------------------------------------------------------- 78
五、 結論與未來研究方向----------------------------------------------------------- 79
參考文獻 --------------------------------------------------------------------------- 80
作者簡歷---------------------------------------------------------------------------- 83
參考文獻

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[28]劉京鷹,2008,太陽能電池陣列等效電路參數之計算,國立雲林科技大學電機工程系碩士班,碩士論文。

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[30]陳文慶,2010,PLPB模型與機率模型於太陽能陣列電路分析之研究,國立雲林科技大學電機工程系碩士班,碩士論文。

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