การเพิ่มสมรรถนะของอาร์เรย์โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ภายใต้เงื่อนไขการบังเงาบางส่วนโดยใช้เทคนิคซูโดกุ 5×5 แบบกากบาทในจัดเรียงตำแหน่งโมดูลPerformance Enhancement of PV Array under Partial Shading Conditions Using Sudoku 5×5 Cross Pattern Configurations

Abstract

บทความนี้นำเสนอการเพิ่มสมรรถนะของอาร์เรย์โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ภายใต้เงื่อนไขการบังเงาบางส่วนลดผลกระทบจากการบังเงาบางส่วนโดยการกระจายรูปแบบการบังเงาด้วยการจัดเรียงตำแหน่งของโมดูลใหม่โดยคงตำแหน่งการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าไว้ ซึ่งใช้เทคนิคซูโดกุ 5×5 แบบกากบาท จำนวน 5 รูปแบบ ได้แก่ SD1, SD2, SD3, SD4 และ SD5 เปรียบเทียบกับการจัดเรียงแบบ TCT มาตรฐาน ทำการศึกษาโดยใช้พารามิเตอร์ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ พิกัด 10 วัตต์ (VP-SP-10Wp) เชื่อมต่อโมดูลแบบ TCT การบังเงา 5 รูปแบบ ได้แก่ SW, SN, LW, LN และแบบไม่มีการบังเงา โดยโมดูลที่ถูกบังเงาและไม่มีเงาบังกำหนดให้ได้รับความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ 300 วัตต์/ม.2 และ 1,000 วัตต์/ม.2 ตามลำดับที่อุณหภูมิโมดูล 25 องศาเซลเซียส จำลองหาพารามิเตอร์สำหรับวิเคราะห์หาสมรรถนะของอาร์เรย์โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์บนโปรแกรม MATLAB/Simulink จากผลการจำลองพบว่า การจัดเรียงด้วยเทคนิคที่นำเสนอสามารถเพิ่มสมรรถนะของอาร์เรย์โมดูลเมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเรียงแบบ TCT Std. ในกรณีการบังเงาบางส่วนแบบ SW SN และ LW ได้ 22.9 4.29 และ 18.63 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ในกรณีการจัดเรียงแบบ SD5 สามารถเพิ่มสมรรถนะการบังเงาแบบ LW ได้ 21.81 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า เทคนิคที่นำเสนอสามารถลดผลกระทบจากการบังเงาบางส่วนได้ ผลจากการวิจัยนี้สามารถนำรูปแบบการจัดเรียงที่นำเสนอไปใช้ในติดตั้งอาร์เรย์เซลล์แสงอาทิตย์เพื่อช่วยลดผลกระทบจากการบังเงาบางส่วนได้อย่างมีประสิทธิผล

This paper presents the performance enhancement of PV array modules under partial shading conditions, in which the partial shading effect is reduced by spreading the shading pattern using Physical Relocation of Module with Fixed Electrical Connections—PRM-FEC. Five Sudoku 5×5 cross-pattern techniques are used, SD1, SD2, SD3, SD4, and SD5, compared with the standard TCT configuration. The study uses a 10 W polycrystalline solar panel (VP-SP-10 Wp) parameter and TCT module topology with five shading patterns: SW, SN, LW, LN, and without shading (NS). The shaded and unshaded modules are assigned solar radiation intensities of 300 W/m2 and 1,000 W/m2, respectively, at a module temperature of 25 °C. Parameters are simulated for the performance analysis of the PV array module in the MATLAB/Simulink program. From the simulation results, the proposed arrangement can enhance the performance of the array modules compared to the TCT Std. configuration in the case of partial shading of SW, SN, and LW by 22.9, 4.29, and 18.63%, respectively. The SD5 configuration was able to increase the LW shading performance by 21.81%, demonstrating that the proposed technique was able to reduce the effect of partial shading. The results of this research can be applied to the proposed arrangement pattern in the installation of solar arrays to effectively reduce the effects of partial shading.