19th International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2021

Photovoltaic module model determination by using the Tellegen's theorem

Abstract

This paper proposes a generalized methodology to calculate the parameters of the single-diode or double-diode models of a photovoltaic module. The presented method relies in the solution by a simple iterative process of the set of equations obtained from the photovoltaic-module's equivalent circuit. The use of the generalized form of Tellegen's theorem allows the solving of the equivalent circuit's equations in an exact way, without making considerations or approximations commonly used in previous works. The parameters of the equivalent circuit are obtained from the standard conditions of: open-circuit, short-circuit and maximum power, provided by the manufacturer in the data sheet of the photovoltaic module. The presented method is applied to obtain the models of several commercial modules. The accuracy of the obtained parameters is greater than that of the results previously determined by other authors. The curves calculated with the obtained models matches the experimental curves supplied in the manufacturer's data.

Resumen

Este trabajo propone una metodología generalizada para calcular los parámetros de los modelos de diodo simple o doble de un módulo fotovoltaico. El método presentado se basa en la solución mediante un proceso iterativo simple del conjunto de ecuaciones obtenidas del circuito equivalente del módulo fotovoltaico. El uso de la forma generalizada del teorema de Tellegen permite resolver las ecuaciones del circuito equivalente de forma exacta, sin hacer consideraciones o aproximaciones comúnmente utilizadas en trabajos anteriores. Los parámetros del circuito equivalente se obtienen a partir de las condiciones estándar de: circuito abierto, cortocircuito y máxima potencia, proporcionadas por el fabricante en la ficha técnica del módulo fotovoltaico. El método presentado se aplica para obtener los modelos de varios módulos comerciales. La precisión de los parámetros obtenidos es mayor que la de los resultados previamente determinados por otros autores. Las curvas calculadas con los modelos obtenidos coinciden con las curvas experimentales suministradas en los datos del fabricante.