A shadow fault detection method based on the standard error analysis of I-V curves - LAAS - Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes
Article Dans Une Revue Renewable Energy Année : 2016

A shadow fault detection method based on the standard error analysis of I-V curves

Résumé

Shading on photovoltaic (PV) modules induces disproportionate impacts on power production. This paper presents a fault detection method able to identify anomalies on PV systems such as shading problems. The presence of localized shading on PV modules leads to an overheating of the shaded PV cells despite the activation of by-pass diodes. The temperature increase reduces considerably PV module performances and its lifetime. The presented method uses a simple equation, which corresponds to the normalized error (DE) of the comparison between the I-V curve in normal operation and the I-V curve in shading condition. The first derivative calculation gives the area of the detection in function of the PV voltage of the module (DE/DV). This defines whether one or several PV cells dissipate power. This phenomenon essentially occurs in the case of non-uniform irradiance received on PV modules and could impact PV modules performances. The detection method is explained in detail through the study of specific shadows simulations on PV modules. The results are validated through experimental tests on PV modules.
L'ombrage sur les modules photovoltaïques (PV) induit des impacts fortement disproportionnés sur la production d'énergie. Cet article présente une méthode de détection de défaut capable d'identifier les anomalies sur les systèmes PV, telles que les problèmes d'ombrage. La présence d'ombrages localisés sur les modules PV entraîne une surchauffe des cellules PV ombragées malgré l'activation des diodes de dérivation. L'augmentation de la température réduit considérablement les performances et la durée de vie du module PV. La méthode présentée utilise une équation simple, qui correspond à l'erreur normalisée (DE) de la comparaison entre la courbe I-V en fonctionnement normal et la courbe I-V en condition d'ombrage. Le premier calcul dérivé indique la surface de détection en fonction de la tension PV du module (DE / DV). Ceci définit s'il y a une ou plusieurs cellules PV qui dissipent de l'énergie. Ce phénomène se produit essentiellement dans le cas d'une irradiance non uniforme reçue sur des modules PV et pourrait avoir une incidence sur les performances de ceux-ci. La méthode de détection est expliquée en détails par l’étude de simulations d’ombres spécifiques sur des modules PV. Les résultats sont validés par des tests expérimentaux sur des modules PV.
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hal-01962964 , version 1 (09-01-2019)

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Citer

Mickael Bressan, Youssef El Basri, A.G. Galeano, Corinne Alonso. A shadow fault detection method based on the standard error analysis of I-V curves. Renewable Energy, 2016, Renewable Energy, 99, pp.1181-1190. ⟨10.1016/j.renene.2016.08.028⟩. ⟨hal-01962964⟩
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