Įvadas
Europos Sąjungoje energija iš atsinaujinančios energijos šaltinių sudaro bendrame energetiniame balanse apie 13 %. Europos Sąjunga užsibrėžė iki 2020 metų padidinti iš šių šaltinių gaunamos energijos kiekį iki 20 %.
Per metus pasaulyje sunaudojama 12 TWh energijos. Saulės energija joje sudaro 0,4 %. Nepaisant to, tai viena iš sparčiausiai besivystančių atsinaujinančios energetikos sričių, kadangi į žemės paviršių per tris valandas patenka tiek saulės energijos, kiek žmonija suvartoja per visus metus. Saulės energijos panaudojimas yra ekologiškas procesas, nes neiškraipo atmosferoje susidariusios energetinės pusiausvyros.
Saulės energiją versti į elektros energiją dažniausiai taikomi silicio elementai, nes jų fizikinės ir technologinės savybės yra gerai ištirtos. Šių elementų trūkumai yra: nedidelis, iki 20 % naudingumo koeficientas, ir didelė kaina.
Todėl didžiausio efektyvumo siekiama ne tik gaminant pačius saulės elementus bet ir projektuojant elektronines sistemas, valdančias energijos priėmimą iš elementų.
Saulės elementai dėl jų fizikinių savybių didžiausią galią sukuria tik tada, kai apkrova yra parinkta pagal elementą veikiantį saulės energijos srautą ir elemento temperatūrą. Tokią funkciją vykdo didžiausios galios taško sekimo (DGTS) sistemos.
Valdiklis, valdomas DGTS algoritmu, siekia didžiausios galios įvertindamas išorinius veiksnius: debesuotumo kitimą, lietų, temperatūrą. Valdiklis sparčiai reaguoja į šiuos veiksnius. Juos įvertinus pakeičiama saulės elemento apkrova. Nuo apkrovos pakeitimo trukmės priklauso sistemos našumas (Sridhar et al. 2010).
DGTS valdikliai iki 30 % padidina saulės elementų sistemos našumą. Dauguma šiuo metu naudojamų algoritmų turi trūkumą: sparčiai kintant oro sąlygoms algoritmai yra labai nestabilūs. Taigi DGTS algoritmų tobulinimas yra aktuali tolimesnių tyrimų sritis.
DGTS algoritmų tyrimus apsunkina tai, kad jų trūkumai pasireiškia tik esant tam tikroms oro sąlygoms, kurių neįmanoma prognozuoti. Todėl eksperimentavimas su realiais maketais gali užtrukti labai ilgai. Eksperimentus galima paspartinti sukūrus matematinius modelius, leidžiančius imituoti saulės elementus, DGTS algoritmus ir įvairias oro sąlygas.
Darbe pateikiamas matematinis saulės energijos srauto modelis didžiausios galios taško saulės elementuose sekimo algoritmų tyrimui. Modelis leidžia imituoti debesų dangos poveikį SES signalui.
