اكتشاف وتشخيص أعطال نظام خلايا كهروضوئي

Authors

  • إبراهيم حداد
  • عمار حجار
  • مسعود صبيح

Abstract

In recent years, solar energy has been received a great attention because it is free, clean and sustainable for electrical energy production. Where, the use of the photovoltaic (PV) systems has been increased widely due to the reduction in the prices of the PV panels due to the technology advancement in this field. However, the photovoltaic systems need continuous monitoring and periodic maintenance in order to get their optimal investment.

The photovoltaic systems are prone to many faults, at different levels, starting from the failure of some cells to outage the whole panel(s) from a service and this may be developed to threaten the entire photovoltaic strings or arrays, thus it may results in reduction in their efficiency and fires occurring. To minimize the serious consequences of these faults, it is important to study the behavior of the PV systems and diagnose them as quickly as possible to ensure their reliability. Therefore, In this paper, a method based on monitoring the change in power value and voltage deviation was presented in the photovoltaic cells array with the total cross-tide (TCT) method for detecting and diagnosing the prominent photovoltaic array faults (open-circuit fault, short-circuit fault, shading condition) in real-time.

To test the performance of this method in detecting and diagnosing faults in the photovoltaic cells array with the total cross-tide (TCT) method, in this paper has been modeling this array and simulating the prominent faults on it, using MATLAB / SIMULINK / SIMSCAPE environment. Modeling and simulation results have proven the efficiency of this method in detecting and diagnosing faults in the photovoltaic cells array with the total cross-tide (TCT) method, accurately and efficiently in real time.

 

حظيت الطاقة الشمسية خلال السنوات الأخيرة باهتمام كبير كونها طاقة مجانية نظيفة ومُستدامة لإنتاج الطاقة الكهربائية. حيث ازداد استخدام أنظمة الخلايا الكهروضوئية بشكل واسع بسبب انخفاض أسعار الألواح الكهروضوئية نتيجة للتقدم التكنولوجي في هذا المجال. لكن، تحتاج أنظمة الخلايا الكهروضوئية هذه إلى المُراقبة المُستمرة والصيانة الدورية بهدف الاستثمار الأمثل لها.

تتعرض أنظمة الخلايا الكهروضوئية إلى العديد من الأعطال، على مستويات مُختلفة، بدءاً من تعطل بعض الخلايا الكهروضوئية إلى خروج ألواح كاملة عن الخدمة، وقد يتطور الأمر ليُهدد سلاسل أو صفوف كهروضوئية بأكملها مما يُؤدي إلى الحد من كفاءتها وإلى حدوث حرائق. للحد من النتائج الخطيرة المُترتبة عن حدوث تلك الأعطال، من الأهمية بمكان دراسة سلوك أنظمة الخلايا الكهروضوئية لتشخيص أعطالها بأسرع وقت مُمكن وذلك لضمان عملها بموثوقية عالية. لذا، تم في هذا البحث تقديم طريقة تعتمد على مُراقبة التغير في قيمة الاستطاعة وانحراف الجهد في مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، ذات التشكيل بطريقة التقاطع الكلي/المُتكامل (TCT)، لأجل اكتشاف وتشخيص أبرز الأعطال فيها (عطل الدارة المفتوحة، عطل الدارة القصيرة، حالة التظليل) في الزمن الحقيقي.

لاختبار أداء هذه الطريقة في اكتشاف وتشخيص الأعطال في مصفوفة الخلايا الكهروضوئية ذات التشكيل بطريقة التقاطع الكلي/المُتكامل (TCT)، تم في هذا البحث نمذجة هذه المصفوفة وتم مُحاكاة أبرز الأعطال عليها، وذلك باستخدام بيئة MATLAB/SIMULINK/SIMSCAPE. لقد أثبتت نتائج النمذجة والمُحاكاة كفاءة هذه الطريقة في اكتشاف وتشخيص الأعطال في مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، ذات التشكيل بطريقة التقاطع الكلي/المُتكامل، بدقة وكفاءة عاليتين في الزمن الحقيقي.

Downloads

Published

2019-11-03

How to Cite

1.
حداد إ, حجار ع, صبيح م. اكتشاف وتشخيص أعطال نظام خلايا كهروضوئي. Tuj-eng [Internet]. 2019Nov.3 [cited 2025Jan.28];41(5). Available from: https://journal.tishreen.edu.sy/index.php/engscnc/article/view/9154

Issue

Vol. 41 No. 5 (2019): العلوم الهندسية

Section

Articles

License

Copyright (c) 2019 ttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

The authors retain the copyright and grant the right to publish in the magazine for the first time with the transfer of the commercial right to Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series

 Under a CC BY- NC-SA 04 license that allows others to share the work with of the work's authorship and initial publication in this journal. Authors can use a copy of their articles in their scientific activity, and on their scientific websites, provided that the place of publication is indicted in  Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series   .  The Readers have the right to send, print and subscribe to the initial version of the article, and the title of  Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series     Publisher

journal uses a CC BY-NC-SA license which mean

You are free to:

  • Adapt — remix, transform, and build upon the material
  •  
  • The licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms.

 

  • Attribution — You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
  • NonCommercial — You may not use the material for commercial purposes.
  • ShareAlike — If you remix, transform, or build upon the material, you must distribute your contributions under the same license as the original.
  • No additional restrictions — You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.