ارزيابي قابليت اطمينان سيستم‌هاي فتوولتائيك براساس تكنيك شبيه‌سازي مونت‌كارلو

Reliability assessment of photovoltaic systems based on Monte Carlo simulation

يك سيستم قدرت فتوولتائيك از اجزاي آسيب پذيري از قبيل قطعات الكترونيك قدرت و سلول‌هاي خورشيدي تشكيل شده است، كه قابليت اطمينان آن¬ها بستگي زيادي به بار و شرايط محيطي دارد. با توجه به رشد فزاينده استفاده از واحدهاي فتوولتائيك در شبكه قدرت و مشاركت آن‌ها در تأمين بار سيستم،به دست آوردن مدل دقيقي از قابليت اطمينان يك واحد فتوولتائيك و محاسبه¬ي پارامترهاي قابليت اطمينان آنضروري به نظر مي¬رسد.در اين مقاله، هدف مدل¬سازي قابليت اطمينان سيستم فتوولتائيك مي¬باشد؛ بدين صورت كه پس از تقسيم واحد فتوولتائيك به سيستم¬ها و زيرسيستم¬ها، نرخ خرابي و نرخ تعمير هر جزء محاسبه مي شود و پارامترهاي قابليت اطمينان هر سيستم بدست مي¬آيد. در ادامه قابليت اطمينان سيستم فتوولتائيك متصل به شبكه با استفاده از تكنيك شبيه‌سازي مونت‌كارلو محاسبه شده است. در نهايت، با تغيير نرخ خرابي اجزا، آناليز حساسيت انجام شده و مشخص شده است كه نرخ خرابي اينورتر بيشترين تأثير را بر روي قابليت اطمينان كل سيستم دارد. نتايج شبيه‌سازي، قابليت روش پيشنهادي را در ارزيابي قابليت اطمينان سيستم فتوولتائيك نشان مي‌دهد.

Usually, there are many vulnerable components, such as power electronic components and solar cells, in a photovoltaic power system whose reliability is highly dependent on loads and ambient conditions. As a result of the growing utilization of PV systems over recent years, it is essential to achieve a precise model of its reliability and assessment the reliability indices. In this paper, failure rates and repair rates of each component are considered, and then reliability-related parameters of grid-connected of PV system are evaluated by Monte Carlo simulations. Finally, to evaluate the effect of failure rates on the reliability, sensitivity analysis is done. The results show that inverter failure has the most impact on total lifetime of the grid-connected PV systems.