Розробка інформаційно-вимірювальної системи моніторингу ефективності фотоелектричних панелей для фотоелектричних станцій

Abstract

Бакалаврська робота присвячена дослідженню вольт-амперних характеристик фотоелектричних модулів та розробці інформаційно-вимірювальної системи для моніторингу їх ефективності. Робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків, переліку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи – 84 сторінки, 26 рисунків, 8 таблиць. Кількість використаних джерел – 23 найменуваня. У роботі розглянуто принцип роботи фотоелектричних модулів, їх конструктивні особливості та основні електричні характеристики; проаналізовано вольт-амперні характеристики фотоелектричних модулів; розглянуто методи визначення точки максимальної потужності за результатами аналізу ВАХ. Розроблено інформаційно-вимірювальну систему на базі мікроконтролера Arduino Uno R3 для дослідження характеристик фотоелектричного модуля JKM425N-54HL4R. До складу системи входять датчик напруги з резистивним подільником, датчик струму ACS758, датчик температури DS18B20, цифровий датчик освітленості BH1750, LCD-дисплей, модуль microSD для збереження результатів та реостатне навантаження для зміни робочої точки модуля. Система забезпечує автоматичне зчитування параметрів, запис результатів вимірювань, визначення середнього значення струму, розрахунок потужності та пошук точки максимальної потужності. Проведено вимірювання параметрів фотоелектричного модуля при різних рівнях сонячного випромінювання. Для кожного значення напруги виконувалася серія з десяти вимірювань струму з інтервалом 1 с, а також фіксувалися температура модуля та розраховане значення інсоляції. За результатами вимірювань побудовано вольт-амперні характеристики та залежності потужності від напруги, визначено основні параметри модуля, зокрема струм короткого замикання, напругу холостого ходу, максимальну потужність, напругу та струм у точці максимальної потужності. Також виконано оцінювання похибок вимірювання напруги, струму та непрямого визначення потужності. Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні простої інформаційно-вимірювальної системи, яка дозволяє автоматизувати процес збору даних, будувати вольт-амперні характеристики фотоелектричних модулів, визначати точку максимальної потужності та оцінювати вплив зовнішніх факторів на ефективність роботи модуля. Результати роботи можуть бути використані для навчальних лабораторних досліджень, аналізу параметрів фотоелектричних модулів та подальшого вдосконалення систем моніторингу сонячних енергетичних установок.