ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
3-ott-2019
2018/2019
All'inizio del 2017, il veicolo ibrido plug-in Toyota Prius (PHV) è uscito come la prima autovettura prodotta in serie, commercialmente disponibile, dotata di un sistema di ricarica solare opzionale. Questo sviluppo del mercato comporta la necessità di definire un metodo scientificamente accurato per modellare la quantità di irraggiamento solare ricevuto dal modulo in questo tipo di applicazione. La standardizzazione è necessaria per confrontare diversi prodotti a livello internazionale e stimarne il valore di mercato: per questo motivo, la Commissione elettrotecnica internazionale (IEC) ha avviato la discussione per definire le Standard Test Conditions (STC) per i pannelli fotovoltaici curvi, permettendo così la misura della loro potenza nominale.
Il contributo di questo lavoro è (1) indagare sulla corretta interpretazione di STC per moduli fotovoltaici curvi; (2) definire un fattore di correzione della curvatura che spieghi la perdita di potenza dalla data condizione sperimentale di prova a STC; (3) analizzare l’uniformità spaziale dell’irraggiamento dei due simulatori solari disponibili presso il Solar Research Institute di Singapore al fine di trovare la migliore approssimazione per modellare la geometria del campo di irraggiamento.
Il problema ottico relativo al fattore di correzione della curvatura sarà risolto sia analiticamente che numericamente, sviluppando codici MATLAB per eseguire i calcoli e confrontare i risultati con (4) misurazioni sperimentali e (5) con un software computazionale (MODULE) sviluppato dal Dr. Johnson Wong di Aurora Solar Technologies. Le misurazioni outdoor saranno eseguite al 9th International Broadband Intercomparison, che si tiene dal 24 al 28 giugno 2019 nella sede dell'Observatoire de Saint-Véran in Francia. Questo evento è organizzato annualmente dal Centro di Ricerca JRC della Commissione europea, uno dei centri di eccellenza a livello mondiale per le misurazioni fotovoltaiche e standard testing.
Lo studio è condotto utilizzando approcci diversi al fine di validare i risultati. Dopo l'analisi dei risultati sul fattore di correzione della curvatura, (6) lo scopo sarà quello di discutere i limiti dell'approccio utilizzato e i possibili sviluppi futuri. Ulteriori lavori riguardanti una stima della classificazione energetica attraverso diversi scenari (veicolo in movimento) utilizzando misure sperimentali saranno uno sviluppo futuro di questo lavoro.
In the beginning of 2017, Toyota Prius plug-in hybrid vehicle (PHV) came out as the first commercially available, mass-produced passenger car to feature an optional solar charging system. This market development brings about the necessity to define a scientifically accurate method to model the amount of solar irradiance received by the module in this type of application. Standardization is necessary in order to compare different products at international level and to estimate their market value: for this reason, the International Electrotechnical Commission (IEC) has started the discussion to define Standard Test Conditions (STC) for curved three-dimensional PV panels, thus allowing their power rating.
The contribution of this work is (1) to investigate on the correct interpretation of STC for curved PV modules; (2) to define a curvature correction factor that account for the loss of power from the given experimental test condition to STC; (3) to analyse the solar simulator irradiance uniformity on two top of the market commercial solar simulators available at the Solar Research Institute of Singapore in order to find the best approximation to model the geometry of the irradiance field.
The optical problem related to the curvature correction factor will be solved both analytically and numerically, developing MATLAB codes to perform the calculations and compare the results to (4) experimental measurements and (5) to a computational software (MODULE) developed by Dr Johnson Wong from Aurora Solar Technologies. The Outdoor measurements will be carried out at the 9th International Broadband Intercomparison, held from 24-28 June 2019 at the location of l’Observatoire de Saint-Véran in France. This event is yearly organized by the Joint Research Centre (JRC) of the European Commission, one of the centres of excellence worldwide for PV measurements and standard testing.
The study is conducted using different approaches in order to validate the results. After the analysis of the results on the curvature correction factor, (6) the scope will be to discuss the limitations of the approach used and possible future developments. Further work concerning an estimation of the energy rating through different scenarios (moving vehicle) using experimental measurements will be a future development of this work.