Optimering og simulering av solceller lagt på duk
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2464794Utgivelsesdato
2017Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Master's theses (RealTek) [1853]
Sammendrag
Formålet med denne oppgaven var å optimalisere og simulere et solenergisystem lagt på duk og å undersøke systemets potensial. Optimaliseringen ble utgangspunkt for bygging av et industritelt, med solceller på taket, som prototype i Glava, Sverige. Ved inndeling av prototypen i flere deler ble det mulig å bruke forskjellige solcelleteknologier. Videre ble hver solcelleteknologi sitt potensial evaluert.
Ved oppdeling av prototypen var det mulig å optimalisere tre forskjellige solcelleteknologier. Dermed ble det inngått samarbeid med tre forskjellige produsenter. De valgte teknologiene var organiske solceller, CIGS-solceller og c-Si-solceller.
Oppsett av solcellemoduler på duken ble optimalisert for prototypen og for potensialet til hver teknologi. Videre ble kraftelektronikken for hvert enkelt system optimalisert. Dette ble gjort ved hjelp av simuleringsverktøyet PVsyst. Etter valg av oppsett og kraftelektronikk ble de forskjellige systemene simulert i PVsyst.
Grunnet bruk av ukonvensjonelle systemer ble det store utfordringer i simuleringsarbeidet. Noen av de mest fremtredende var mangelen på li-ione-batterier i PVsyst sin database og krav til lik tilt på moduler (selv ved bruk av optimizers) som kobles til samme inverter. Videre var det begrensninger på manuell innlegging av CIGS-moduler og organiske moduler i PVsyst.
Den simulerte prototypen fikk en total installert effekt på 2819 W. Det ble fordelt på organiske moduler med 105 W, CIGS-moduler med 1439 W og c-Si-moduler med 1275 W. Den forventede årlige produksjonen fra de forskjellige systemene ble 92.5 kWh fra det organiske systemet, 1279 kWh fra CIGS-systemet og 1151 kWh fra c-Si-systemet.
Ved optimalisering av ukonvensjonelle systemer møtes en del utfordringer. Både i koblingen av moduler med kraftelektronikk og i simuleringsarbeid. For mer korrekte simuleringer og evalueringer er det nødvendig med en forbedring av simuleringsverktøy og et mer variert utvalg av kraftelektronikk. The purpose of this thesis was to optimize and simulate systems of solar cells laid on cloth and to investigate the systems potential. The optimizations was the basis for a prototype to be built at Glava, Sweden. By separating the prototype into different parts it was possible to use different solar cell technologies. The potential of each solar cell technology was furthermore evaluated.
With the separation of the prototype it was possible to optimize three different solar cell technologies. Therefore a collaboration with three different solar cell producers were initiated. The chosen solar cell technologies was organic, CIGS and c-Si.
The configuration of PV modules on cloth was optimized for the prototype. The potential for each technology was also optimized. Power electronics was furthermore optimized for each system, both for the prototype and for the potentials. The power electronics was partly optimized by the help of the simulation tool PVsyst. After the configuration and power electronics was chosen the different systems were simulated in PVsyst.
With the use of unconventional systems the simulation work encountered some challenges. Some of the most dominating was the lack of li-ione-batteries in the PVsyst database and demand for equal tilt for modules connected to the same inverter (even when optimizers is used). Furthermore there was limitations in PVsyst with the manual addition of CIGS-modules and organic modules.
The simulated prototype achieved a total installed capacity of 2819 W. This was divided between the technologies with 105 W for the organic modules, 1439 W for CIGS-modules and 1275 W for the c-Si-modules. The expected yearly production from the different systems was 92.5 kWh from the organic system, 1279 kWh from the CIGS-system and 1151 kWh from the c-Si-system.
When optimizing unconventional systems there are certain challenges that arises, both in the connection between modules with power electronics and in the simulations. For more accurate simulations and evaluations it is necessary with an improvement of simulation tools and more varied power electronics.