محاسبه نرخ خرابي و ارزيابي قابليت اطمينان سيستم فتوولتائيك به روش مونت‌كارلو با درنظرگرفتن شرايط آب و هوايي

Failure Rate Calculation and Reliability Assessment of a PV System based on Monte-Carlo Simulation Considering Environmental Conditions

در اين مقاله، با توجه به رشد فزاينده استفاده از سيستم‌هاي فتوولتائيك در شبكه قدرت و اهميت آنها، قابليت اطمينان يك سيستم فتوولتائيك محاسبه شده‌است. در اين راستا ابتدا نرخ خرابي عناصر سيستم با استفاده از استاندارد Fides Guide و با درنظرگرفتن شرايط محيطي، شامل منحني‌هاي تابش، دما و رطوبت محاسبه شده‌است. سپس عملكرد زيرسيستمهاي يك سيستم فتوولتائيك از نگاه قابليت اطمينان ارزيابي شده و قابليت اطمينان كل سيستم با استفاده از شبيه‌سازي مونت‌كارلو، ارزيابي شده‌است. نتايج نشان مي‌دهد، دما بيشترين تاًثير را بر نرخ خرابي عناصر دارد. همچنين، نرخ خرابي كليد و خازن مبدل از ديگر عناصر بيشتر است. الگوريتم پيشنهادي براي نيروگاه فتوولتائيك 20 كيلووات در دانشگاه اصفهان اجرا شده‌است. نتايج شبيه‌سازي، توانايي الگوريتم پيشنهادي در تعيين دقيق قابليت اطمينان سيستم را مشخص مي‌كند.

In this paper, regarding to the growing utilization of photovoltaic (PV) systems in power grid, reliability of a PV system is calculated. In this regard, using FIDES Guide and considering environmental conditions, i.e., irradiation, temperature and humidity, failure rate of each component is calculated. According to the failure/repair rates and also sub-system operations, the reliability of PV system is evaluated based on Monte-carlo simulation. The results show that the temperature has the greatest effect on failure rate of each component. The most failures are related to the IGBT and capacitor. The proposed algorithm is implemented on a 20-KW PV power plant of university of Isfahan. The results show the ability of suggested algorithm to determine the reliability of PV power plant with high accuracy.