MỘT PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG SỰ BIẾN THIÊN CỦA ĐIỆN TRỞ  NỐI TIẾP THEO THỜI GIAN CHO NGUỒN PIN MẶT TRỜI  CÓ XÉT ĐẾN SỰ SUY GIẢM DO ĂN MÒN

Ngô Minh Đức; Lê Tiên Phong

doi:10.34238/tnu-jst.14930

MỘT PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG SỰ BIẾN THIÊN CỦA ĐIỆN TRỞ NỐI TIẾP THEO THỜI GIAN CHO NGUỒN PIN MẶT TRỜI CÓ XÉT ĐẾN SỰ SUY GIẢM DO ĂN MÒN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 02/03/26 Ngày hoàn thiện: 20/05/26 Ngày đăng: 20/05/26

Các tác giả

1. Ngô Minh Đức , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
2. Lê Tiên Phong, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Nghiên cứu này đề xuất một khung mô hình hóa dựa trên cơ sở vật lý nhằm phân tích và biểu diễn sự biến thiên theo thời gian của hệ thống quang điện dưới tác động của suy giảm do ăn mòn. Phương pháp được xây dựng trên cơ sở tích hợp dữ liệu suy giảm thống kê với một quy trình tính toán lai, kết hợp phương pháp Newton–Raphson, tối ưu hóa bình phương tối thiểu và kỹ thuật lặp – chia đôi để nhận dạng các tham số suy giảm và xây dựng các hàm liên tục cho công suất cực đại P_mpp.t và điện trở nối tiếp R_S.t. Dạng suy giảm sigmoid từng phần được áp dụng để mô tả quy luật biến thiên công suất theo thời gian, đồng thời một biểu thức hàm mũ phân đoạn được đề xuất nhằm mô hình hóa chính xác sự gia tăng phi tuyến của điện trở nối tiếp trong suốt thời gian vận hành dài hạn. Phương pháp đề xuất đảm bảo sai lệch tối thiểu giữa dữ liệu thực nghiệm rời rạc và các hàm phân tích liên tục thu được. Khung mô hình được kiểm chứng thông qua mô phỏng MATLAB trên Mitsubishi MF165EB3 panel, sử dụng dữ liệu suy giảm dài hạn tương ứng với điều kiện khí hậu Gran Canaria. Kết quả cho thấy độ phù hợp cao trong việc tái hiện xu hướng suy giảm và các đặc tính điện dưới các mức bức xạ khác nhau. Phương pháp mô hình hóa được đề xuất cung cấp một công cụ tin cậy và có khả năng tổng quát hóa cho dự báo hiệu suất dài hạn, đánh giá độ tin cậy và thiết kế điều khiển thích ứng với suy giảm trong các hệ thống quang điện.

Từ khóa

Sự suy giảm ăn mòn; Newton-Raphson; Điện trở nối tiếp; Mô hình hóa suy giảm; Nguồn pin mặt trời

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] T. Chenvidhya, S. Chindaruksa, C. Sirisamphanwong, and B. Wiengmoon, “The Characteristics and Microstructure of PV Degradation,” GMSARN International Journal, vol. 18, pp. 25-36, 2024, doi: 10.14456/gmsarn.2024.3.

[2] B. Braisaz, C. Duchayne, M. V. Iseghem, and K. Radouane, “PV aging model applied to several meteorological conditions,” Proc. 29th PVSEC Proc., Amsterdam, The Netherlands, Sep. 2014, pp. 2303-2309, doi: 10.4229/EUPVSEC20142014-5CV.3.36.

[3] T. Rahman, A. A. Mansur, M. S. H. Lipu, M. S. Rahman, R. H. Ashique, M. A. Houran, R. M. Elavarasan, and E. Hossain, “Investigation of Degradation of Solar Photovoltaics: A Review of Aging Factors, Impacts, and Future Directions toward Sustainable Energy Management,” Energies, vol. 16, no. 9, 2023, doi: 10.3390/en16093706.

[4] H. Yousuf, M. Q. Khokhar, M. A. Zahid, J. Kim, Y. Kim, S. B. Cho, Y. H. Cho, E.-C. Cho, and J. Yi, “A Review on Degradation of Silicon Photovoltaic Modules,” New & Renewable Energy, vol. 17, no. 1, 2021, doi: 10.7849/KSNRE.2021.2034.

[5] B. Nehme, N. K. M’Sirdi, T. Akiki, and B. Zeghondy, “Assessing the Effect of Temperature on Degradation Modes of PV Panels,” 5th International Conference on Renewable Energies for Developing Countries (REDEC), 2020, doi: 10.1109/REDEC49234.2020.9163604.

[6] K.-A. Weiß, E. Klimm, and I. Kaaya, “Accelerated aging tests vs field performance of PV modules,”
Progress in Energy, vol. 4, no. 4, 2022, doi: 10.1088/2516-1083/ac890a.

[7] S. Lindig, I. Kaaya, K.-A. Weiß, D. Moser, and M. Topic, “Review of Statistical and Analytical Degradation Models for Photovoltaic Modules and Systems as Well as Related Improvements,”
IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 8, no. 6, pp. 1773-1786, 2018, doi: 10.1109/JPHOTOV.2018.2870532.

[8] J. Kim, M. Rabelo, S. P. Padi, H. Yousuf, E.-C. Cho, and J. Yi, “A Review of the Degradation of Photovoltaic Modules for Life Expectancy,” Energies, vol. 14, no. 14, 2021, doi: 10.3390/en14144278.

[9] A. Ndiaye, A. Charki, A. Kobi, C. M. F. Kébé, P. A. Ndiaye, and V. Sambou, “Degradations of silicon photovoltaic modules: A literature review,” Solar Energy, vol. 96, pp. 140-151, 2013, doi: 10.1016/j.solener.2013.07.005.

[10] E. H. Sepúlveda-Oviedo, “Impact of environmental factors on photovoltaic system performance degradation,” Energy Strategy Reviews, vol. 59, 2025, doi: 10.1016/j.esr.2025.101682.

[11] P. Rajput, D. Singh, K. Y. Singh, A. Karthick, M. A. Shah, R. S. Meena, and M. M. A. Zahra,
“A comprehensive review on reliability and degradation of PV modules based on failure modes and effect analysis,” International Journal of Low-Carbon Technologies, vol. 19, pp. 922-937, 2024, doi: 10.1093/ijlct/ctae049.

[12] D. C. Jordan, C. Deline, S. R. Kurtz, G. M. Kimball, and M. Anderson, “Robust PV Degradation Methodology and Application,” IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 8, no. 2, pp. 525-531, 2018, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2779779.

[13] Phinikarides, N. Kindyni, G. Makrides, and G. E. Georghiou, “Review of photovoltaic degradation rate methodologies,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 40, pp. 143-152, 2014, doi: 10.1016/j.rser.2014.07.155.

[14] M. Aghaei, A. Fairbrother, A. Gok, S. Ahmad, S. Kazim, K. Lobato, G. Oreski, A. Reinders, J. Schmitz, M. Theelen, P. Yilmaz, and J. Kettle, “Review of degradation and failure phenomena in photovoltaic modules,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 159, 2022, doi: 10.1016/j.rser.2022.112160.

[15] E. Annigoni, M. Jankovec, F. Galliano, H. Y. Li, L.-E. Perret-Aebi, M. Topič, and Fanny, "Modeling Potential-Induced Degradation (PID) in Crystalline Silicon Solar Cells: From Accelerated-Aging Laboratory Testing to Outdoor Prediction,” 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2016, pp. 1558-1563, doi: 10.4229/EUPVSEC20162016-5BO.11.2.

[16] S. Diallo, F. Z. Melhaoui, M. Rafi, and A. Elassoudi, “Understanding Photovoltaic Module Degradation: An Overview of Critical Factors, Models, and Reliability Enhancement Methods,” E3S Web of Conferences, vol. 469, 2023, doi: 10.1051/e3sconf/202346900011.

[17] H. D. Ndiath, P. W. Tavarez, S. Thiao, A. Mar, A. T. Niang, B. Mbow, and I. Youm, “Degradation Assessment of a Photovoltaic Plant After Several Years of Operation,” Science Journal of Energy Engineering, vol. 6, no. 1, pp. 1-7, 2018.

[18] T. P. Le and D. M. Ngo, "A New Modeling of Photovoltaic Power Generation,” Proceedings of the International Conference, Advances in Engineering Research and Application (ICERA), 2018, pp. 63-69, doi: 10.1007/978-3-030-04792-4_10.

[19] O. S. Mutiu, “Application of Weighted Least Squares Regression in Forecasting,” International Journal of Recent Research in Interdisciplinary Sciences (IJRRIS), vol. 2, no. 3, pp. 45-54, 2015.

[20] S. C. Chapra and R. P. Canale, Numerical Methods for Engineers, 8th ed., New York, NY, USA: McGraw-Hill, 2021.

[21] H. H. Tali and C. Celti, “An Approach Towards the Least-Squares Method for Simple Linear Regression,” Advances in Artificial Intelligence Research (AAIR), vol. 2, no. 2, pp. 38-44, 2022, doi: 10.5923/j.aair.20220202.01.

[22] L. V. Azarova, “About the features of the least squares method with linearization when determining nonlinear parameters of functional dependencies,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 2131, no. 2, 2021, doi: 10.1088/1742-6596/2131/2/022132.

[23] R. Soram, S. Roy, S. R. Singh, M. Khomdram, S. Yaikhom, and S. Takhellambam, “On the Rate of Convergence of Newton-Raphson Method,” The International Journal of Engineering and Science (IJES), vol. 2, no. 11, pp. 5-12, 2013.

[24] S. Gawade, A. Kudtarkar, S. Sawant, and H. Wadekar, “The Newton-Raphson Method: A Detailed Analysis,” International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), vol. 12, no. 11, pp. 729-734, 2024, doi: 10.22214/ijraset.2024.65147.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14930

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ