Models of PV panels in Modelica

A house-hold PV system is an autonomous system that supplies electricity to the user load generally being connected to the electric grid. The impact on the electricity grid could be substantial: the house would inject electricity on the grid when the local production exceeds consumption and take electricity from the grid in the opposite case. Furthermore, the integrated heat pump would cover at least a part of the thermal demand of the house, which helps to achieve the “near zero energy buildings”. PV module represents the fundamental power conversion unit of a PV generator system, a generalized and well defined photovoltaic model can be helpful in design as well in research. The main purpose of this thesis is the modeling and simulation of the solar cell, which is the core component of the photovoltaic system, with the help of the platform Modelica. Using this object-oriented platform, a library of the PV cells model is established in a form of masked block, with user-friendly icon and interface, it is quite convenient to apply in any application. At the same time, the thermal model is also taken into account, which helps to analysis the complete behavior of the cell or the array.

Un impianto fotovoltaico (PV) per uso civile - tipicamente, domestico - è un sistema autonomo che fornisce energia elettrica al carico utente e generalmente è anche collegato alla rete elettrica. L'impatto su tale rete potrebbe quindi essere significativo, dal momento che la tipica politica di gestione consiste nell'immettere energia elettrica sulla rete se la produzione supera il consumo locale e di prendere elettricità dalla rete nel caso opposto. I sistemi PV sono spesso usati con una pompa di calore integrata, che dovrebbe coprire almeno una parte della domanda termica della casa, il che aiuta a raggiungere una condizione di "edificio a impatto energetico qualsi nullo" (NZEB). Il modulo fotovoltaico rappresenta l'unità di conversione di potenza fondamentale inun sistema PV e quindi un modello di mudulo fotovoltaico generalizzato e ben definito può essere utile nella progettazione e nella ricerca. Lo scopo principale di questo elaborato di Laurea è la modellazione e simulazione della cella solare, che è il componente principale del sistema fotovoltaico, con l'aiuto della piattaforma Modelica . Utilizzando questa piattaforma orientata agli oggetti, si è creata una libreriaorientata alla descrizione dinamica delle celle fotovoltaiche, astraendo comportamento e interfaccia in modo da ottenere un modello facilmente utilizzabile in qualsiasi applicazione. Allo stesso tempo si è anche preso in considerazione il modello termico, il che permentte un'analisi completa del comportamento della cella o della matrice.