# 臺灣博碩士論文加值系統

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 Partial shading often happens to a photovoltaic (PV) power generation system and may greatly reduce its energy conversion efficiency. In this thesis, we build up the Barrier Voltage Equivalent Model (BVEM) according to the temperature characteristics of the Shockley diode model. In this thesis, the BVEM can simulate the instant variation of the solar irradiance and temperature of a PV module when the module is partially shaded. The measured solar irradiance and temperature data are used as the inputs of the BVEM for simulation and the results are compared with the measured power output data from the inverter to see the difference. The BVEM is tested for probabilistic simulation first for a single module, and then for two modules in series, without and with bypass diodes. Then we record the probability distribution of the maximum power output, and compare it with the result of simulation using Mathcad. Also, we use EMTP software to simulate three BVEM modules in series with and without bypass diodes with random solar irradiance. PV arrays of six connection configurations, including simple-series, parallel-linked, series-parallel, total-cross-tied, bridged-linked, and honeycomb, have been compared when exposed to random shading. The probability distribution of the array maximum power output have been observed.
 中文摘要 i英文摘要 ii誌謝 iii目錄 iv表目錄 vi圖目錄 viii符號說明 xii第一章、 緒論 11.1 研究背景與動機 11.2 文獻回顧 21.3 本論文貢獻 31.4 論文大綱 4第二章、 太陽能電池之解析模型與模擬方法 52.1 前言 52.2 太陽能電池等效電路之解析模型 52.2.1 太陽能電池等效電路模型 52.2.2 太陽能電池模組模型 72.2.3 太陽能電池陣列模型 82.2.4 未受遮蔽模組與部份遮蔽的模組串聯模型 92.3 太陽能電池之EMTP模型 112.4 數值實例分析 172.4.1 日射量影響 182.4.2 溫度影響 192.4.3 負載變化之響應 202.4.4 數值比較 212.5 本章結論 21第三章、 障壁電壓等效模型於不同操作條件下與解析模型之比較 223.1 前言 223.2 障壁電壓等效模型於溫度及日射量隨時間變化之模擬 233.2.1 日射量及負載固定，溫度隨時間變化 233.2.2 溫度及負載固定，日射量隨時間變化 253.2.3 溫度隨日射量變化 273.2.4 日射量與溫度固定，負載隨時間變化 333.3 單一模組部分遮蔽之情形 313.4 兩模組其中之一受部分遮蔽，且有旁路二極體 333.5 單日日射量模擬 353.6 本章結論 37第四章、 障壁電壓等效模型於隨機遮蔽下之應用 384.1 前言 384.2 障壁電壓等效模型於隨機日射量最大功率輸出分佈情形 394.2.1 單模組隨機日射量最大功率輸出機率分佈情形 394.2.2 雙模組串聯隨機日射量最大功率輸出機率分佈情形 404.2.3 雙模組串聯加上旁路二極體隨機日射量最大功率輸出機率分佈情形 414.2.4 三模組串聯隨機日射量最大功率輸出機率分佈情形 434.2.5 三模組串聯加上旁路二極體隨機日射量最大功率輸出機率分佈情形 444.3 障壁電壓等效模型在不同陣列連接方式下受部分遮蔽對輸出之情形 454.3.1 簡單串聯組態 (Simple-series, SS) 464.3.2 並聯連接組態 (Parallel-linked, PL) 474.3.3 先串後並組態 (Series-parallel, SP) 484.3.4 先並後串組態 (Total-cross-tied, TCT) 494.3.5 橋式連接組態 (Bridge-linked, BL) 504.3.6 蜂巢式連接組態 (Honeycomb connect, HC) 514.3.7 六種連接組態隨機機率分析 524.4 本章結論 53第五章、 結論與未來研究方向 54參考文獻 56作者簡歷 57
 [1]Y. J. Wang and L. Pierrat, 2006, “Measurement of photovoltaic cell parameters for EMTP simulation,” 3rd European PV-Hybrid and Mini-grid Conference, 11-12 May, Aix-en-Provence, France, pp. 194-199.[2]田毅翔、劉舜鵬、張振皓、連國龍，2012，“基於混合法之太陽能最大功率追蹤”，第三十三屆電力工程研討會，頁136-140。[3]歐勝源、唐丞譽、林祗陀，2012，“太陽能發電系統遭遇遮蔽效應下之複合式最大功率追蹤器之研製”，第三十三屆電力工程研討會，頁1107-1113。[4]王錦銘、陸家樑、高鈞，2012，“自動追日系統的設計與實現”，第三十三屆電力工程研討會，頁1279-1284。[5]劉宜誠、黃依觀、陳偉倫、顏嘉鑫、吳建明，2012，“整合無效電力補償能力之市電併聯型太陽光電能轉換系統研製”，第三十三屆電力工程研討會，頁740-747。[6]朱慶隆、方金海、陳俊榮，2004，“太陽光電能量轉換系統之研製”，第二十五屆電力工程研討會，頁77-82。[7]R. Ramaprabha and B. L. Mathur, 2008, “Modelling and simulation of solar PV array under partial shaded conditions,” proceedings of IEEE-International conference on Sustainable Energy Technologies- ICSET 2008 at SMU Conference Centre, November, Singapore, pp. 7-11, 24 -28.[8]R. Ramaprabha and B. L. Mathur, 2012, “A comprehensive review and analysis of solar photovoltaic array configurations under partial shaded conditions,” Hindawi Publishing Corporation, International Journal of Photoenergy, Article ID 120214, 16 pages doi:10.1155/2012/120214.[9]林賢龍、許國強，2004，“應用ATPDraw於太陽光電能發電系統模型之研究”，第二十五屆電力工程研討會，頁83-87。[10]蔡宗霏、葉增雄，2011，“利用ATPDraw建構含分散式電源之中壓配電系統模型與動態模擬”，第三十二屆電力工程研討會，頁1657-1661。[11]邱國偉，2002，太陽能電力系統故障分析之研究，國立雲林科技大學電機工程系碩士班，碩士論文。[12]J. A. Gow and C. D. Manning, 1999, “Development of a photovoltaic array model for use in power-electronics simulation studies,” IEE Proceedings-Electric Power Applications, March, vol. 146, no.2 , pp. 193-200.[13]F. K. Mun and T. S. Jalal, 2007, “ Simulation of stand alone photovoltaics using PSPICE,” 2007 SCOReD 5th Student Conference, pp. 1-5, Malaysia, 11-12 December.[14]A. Abete, E. Barbisio, F. Cane and P. Demartini, 1990, “Analysis of photovoltaic modules with protection diodes in presence of mismatching,” the 21st IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 21-25 May, pp. 1005-1010, Kissimimee, Florida, 21-25 May.[15]Hajime Kawamura, Kazuhito Naka, Norihiro Yonekura, Sanshiro Yamanaka, Hideaki Kawamura, Hideyuki Ohno, Katsuhiko Naito, 2003, “Simulation of I-V characteristics of a PV module with shade PV cells,” Solar Energy Materials & Solar Cells, 75, pp. 613-621.[16]N. D. Kaushika and N. K. Gautam, 2003, “Energy yield simulations of interconnected solar PV arrays,” IEEE Transaction on Energy Conversion, March, vol. 18, no. 1, pp. 127-134.[17]Y. J. Wang, and P. C. Hsu, 2011, “Applications of the piecewise linear parallel branches model to the analysis of partial shading of photovoltaic module,” International Journal of Electrical Engineering, June, vol. 18, no, 1, pp. 1-8.[18]Y. J. Wang, and P. C. Hsu, 2011, “Modelling of solar cells and modules using piecewise linear parallel branches,” IET Renewable Power Generation, May, vol. 5, no. 3, pp. 215–222.[19]L. Dubé and I. Bonfanti, 1992, “MODELS: A New Simulation Tool in the EMTP,” European Transactions on Electric Power (ETEP), vol. 2, no. 1, January/February pp. 45-50.[20]楊國隆，熊高生，2008，MathCAD數學入門導引，松崗電腦圖書有限公司，台北。[21]T. Markvart, 2000, Solar Electricity, 2nd ed., John Wiley & Sons, New York.[22]王耀諄、邱國偉，2001，“太陽能電池EMTP模型之建立”，電力電子技術雙月刊，第65期，頁32~43，8月。[23]王耀諄、邱國偉，2002，“太陽能電池模組「部份遮蔽」對最大功率追蹤器性能之影響”，台電工程月刊，第647期，頁80-88，7月。[24]林書玄，2012，太陽能電池陣列部分遮蔽之機率模式分析，國立雲林科技大學電機工程系碩士班，碩士論文。[25]黃明政，2013，太陽能模組與陣列受隨機遮蔽之分析與模擬，國立雲林科技大學電機工程系碩士班，碩士論文。[26]許博淳，2007，“太陽能電池分段線性並聯支路等效電路模型之開發與驗證”，九十六年節約能源論文發表會論文專輯，4月，苗栗，頁272-287。[27]許博淳、林書玄，2012，“太陽能電池串聯型分段線性等效電路之開發與驗證”，101年節約能源論文發表會論文專輯，4月，高雄，頁1-16。[28]洪凱威，2003，“實測法與EMTP模型與太陽光伏電池部份遮蔽故障分析之應用”，能源季刊，第33卷，第4期，頁125-140。[29]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。[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。[31]徐義人，1999，工程機率統計學，修訂版，華泰文化事業股份有限公司，台北。[32]吳燦明，2005，機率與統計，初版，高力圖書有限公司，台北。[33]王耀諄，2009，電力品質，第二版，高立圖書有限公司，台北。
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 1 太陽能電力系統故障分析之研究 2 太陽能電池陣列等效電路參數之計算 3 太陽能電池陣列部份遮蔽之機率模式分析 4 PLPB模型與機率模型於太陽能陣列電路分析之研究 5 太陽能模組與陣列受隨機遮蔽之分析與模擬 6 太陽能電池參數分析與部分遮蔽故障之研究

 1 [22] 王耀諄、邱國偉，2001，“太陽能電池EMTP模型之建立”，電力電子技術雙月刊，第65期，頁32~43，8月。 2 [22] 王耀諄、邱國偉，2001，“太陽能電池EMTP模型之建立”，電力電子技術雙月刊，第65期，頁32~43，8月。 3 [23] 王耀諄、邱國偉，2002，“太陽能電池模組「部份遮蔽」對最大功率追蹤器性能之影響”，台電工程月刊，第647期，頁80-88，7月。 4 [23] 王耀諄、邱國偉，2002，“太陽能電池模組「部份遮蔽」對最大功率追蹤器性能之影響”，台電工程月刊，第647期，頁80-88，7月。 5 [28] 洪凱威，2003，“實測法與EMTP模型與太陽光伏電池部份遮蔽故障分析之應用”，能源季刊，第33卷，第4期，頁125-140。 6 [28] 洪凱威，2003，“實測法與EMTP模型與太陽光伏電池部份遮蔽故障分析之應用”，能源季刊，第33卷，第4期，頁125-140。

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