I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m b e r   20 20 ,   pp .   11 4 0 ~ 1147   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 3 . pp 114 0 - 1147       1140       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   D e si g n   o f   e x p e r i m e n t s a p p r o a c h   f o r   m o d e l i n g   t h e   e l e c t r i c a l     r e sp o n s e   o f   a   p h o t o v o l t a i c   m o d u l e       F atm Zo h r K e s s a i s s i a 1 ,   A b d a l l ah   Ze gao u i 2 R ac h i d   Ta l e b 3 C h ah i n e z   F ar e s 4 M i c h e l   A i l l e r i e 5   1 , 2 , 3 E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   D e pa r t m e nt ,   H a s s i ba   B e nbo ua l i   U n i v e r s i t y   o f   C hl e f ,   A l g e r i a   4 C he m i c a l   E ng i ne e r i ng   D e p a r t m e n t ,   H a s s i ba   B e nbo ua l i   U ni v e r s i t y   o f   C hl e f ,   A l g e r i a   1 , 2 , 5 L a bo r a t o i r e   M a t é r i a u O p t i qu e s ,   P ho t o ni que   e t   S y s t è m e s   ( L M O P S ) ,   U n i v e r s i t é   de   L o r r a i n e ,   F r a nc e       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e O c t   9 ,   20 19   R e v i s e M a r   18 ,   20 20   A c c e pt e M a y   2 9 ,   20 20       I t he   c ur r e n t   p a pe r ,   m o de l i ng   a nd   e v a l ua t i o n   o f   t he   s i g ni f i c a n t   e f f e c t   o f   i nde pe n de n t   v a r i a bl e s   o t he   be h a v i o r   o f   t he   e l e c t r i c a l   r e s po ns e   o f   a   m u l t i - c r y s t a l l i n e   p ho t o vo l t a i c   ( P V )   m o du l e   us i ng   de s i g o f   e xpe r i m e nt s   ( D o E )   a ppr o a c i s   s i m ul a t e d.   T h e   m a i pur po s e   o f   t h i s   c o nt r i b ut i o i s   t o   e v a l u a t e   t he   m a xi m um   po w e r   r e s po ns e   de pe nd e nc e   w i t h i n   t h e   i ndo o r   c o ndi t i o ns   o f   bo t v a r i a t i o ns   o f   s o l a r   i r r a d i a t i o a nd   s ur f a c e   t e m pe r a t u r e   a n d   c he c ki ng   t h e   pe r t i ne n t   o ne   o t h e   d e f i ne r e s po ns e .   T he   D o E   a p pr o a c i s   us e d   f o r   e s t i m a t i ng   bo t m a i a nd  c o m bi ne d   e f f e c t   o f   t he   t w o   i nd e pe nde n t s   c o ns i de r e d   v a r i a b l e s .   M ul t i pl e   l i ne a r   r e g r e s s i o w a s   be e n   i n t r o duc e d   t o   j us t i f y   t he   r e l a t i o ns h i b e t w e e n   t h e   i nde pe nd e n t   i npu t   v a r i a b l e s   a nd  d e pe nd e nt   o u t pu t   v a r i a b l e ,   a l s o   t o   de t e r m i n e   w h i c i np ut   f a c t o r   i s   t he   m o s t   s i g ni f i c a nt   o n   t he   o ut put   v a r i a b l e .   T he   D o E   m o de l   c a n   be   u s e d   f o r   p r e d i c t i ng   t h e   r e s po ns e   va r i a b l e   a t   d i f f e r e n t   o pe r a t i ng   c o ndi t i o i a   c o ns i de r e do m a i n   s t udy .   I a ddi t i o n,   D o E   a pp r o a c ba s e o s t a t i s t i c a l   t o o l   f o r   a na l y z i ng   t he   a c c ur a c y   o f   t he   pr e di c t i v e   m o de l ,   t he n   t he   s i g ni f i c a nc e   o f   c o e f f i c i e nt s   i t h e   pr e d i c t i v e   m o de l   us i ng   s t a t i s t i c a l   a n d   g r a ph i c a l   a n a l y s i s .   T h e r e f o r e ,   a n   A N O V A   T a bl e   c a s um m a r i z e   t he   r e s u l t s ,   de t e c t   t h e   p a r a m e t e r s   i nf l u e nc e s   o r e s po ns e s   v a r i a t i o ns   a nd   de t e r m i ne   t he   b e s t   pr e di c t i v e   m o de l   t he n   r e p r o duc e   t he   m o s t   po s s i b l e   t he   e xp e r i m e n t a l   da t a .   Ke y w or d s :   ANOVA   D e s i gn  o f   e xpe r i m e n t s     G ra p h i c a l   a na l y s i s   P r e di c t i v e   m o de l   S t a t i s t i c a l   a n a l y s i s   C opy r i gh t   ©   20 20   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   R a c h i d   T a l e b ,   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt e m e nt ,   H a s s i b a   Be n b o ua l i   U ni v e r s i t y ,   C h l e f ,   A l ge ri a .   E m a i l :   r a c . t a l e b @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   r e c e n t   i n c r e a s e   o f   e c o n o m i c ,   i n dus t r i a l   a n d   e n v i r o n m e n t a l   de v e l o pm e n t s   r e qu i r e s   a   h uge   us e   o c l e a n   e n e r gy   r e s o ur c e s   a n r e qui r e s   a   r a pi e v o l ut i o n   o f   t h e   m a t e r i a l   a n d   t e c hn o l o g y   i n   o r de r   t o   r e duc e   po l l ut i o n ,   t o   c o n t r i b ut e   po s i t i v e l y   t o   a   s m a l l e r   c l i m a t e   c ha n ge   a l l o w i n g   a   s us t a i n a b l e   de v e l o pm e n t .   I t hi s   c o n t e xt ,   s o l a p h o t o vo l t a i c   e n e r gy   ha s   b e c o m e   a u na v o i da b l e   a n c o m pe t i t i v e   s e c ur e   of   e n e r gy   i a l l   c o unt r i e s   a r o un d   t h e   w o r l d.   P h o t o vo l t a i c   e n e r gy   pr o duc t i o b a s e i l a r ge   s c a l e   o t h e   c r y s t a l l i n e   s i l i c o n   t e c hn o l o g y ,   i t   p r e s e n t s   a n   i m po r t a n t   s o ur c e   w i de l y   pr e s e n t e   i t h e   e a r t h.   S e ve r a l   r e s e a c h s   w e r e   c a rr y   o ut   f o r   m o de l i n a n d   pr e di c t i n g   t h e   b e ha v i o r   o f   ph o t o v o l t a i c   m o dul e   i o pe r a t i n c o n di t i o n s   us e s .   S o m e   a ut h o r s   h a v e   p r e s e n t e i n   de t a i l   o r   i n   r e v i e w   fo r m   s o m e   m o de l i n g   m e t h o ds   f o r   P V   s y s t e m s   a s   c e l l s   o m o dul e s .   N e v e r t h e l e s s ,   ge n e r a l l y ,   t h e s e   m e t h o ds   re qui r e   a   de e p n e d   k n o w l e dge   o f   t h e   r e l a t e d   P V   e l e c t r o n i c s   o p h y s i c s   pr o pe r t i e s   o a r e   b a s e o da t a s h e e t s   p r o v i di n g   by   t h e   m a n uf a c t u r e r s ,   n o t   s pe c i f i c   t o   t h e   c o n s i de r e p a n e l   u n de e v a l ua t i o [1 - 5] .   By   e l s e ,   t h e s e   m e t ho ds   a r e   b a s e o r e l a t i v e l y   c o m pl e a n d   s pe c i f i c   m a t h e m a t i c a l   m o de l s   [6 - 12] W i t a   v i e w   t o   c o n s i de r a b l e   t i m e ,   f i n a n c i a l ,   a n m a t e r i a l   r e s o ur c e s   s a v i n gs   t ha t   w e   c a n   e xpe c t   i n   de v e l o pm e n t   o f   pe r f o r m i n n e w   p h o t o vo l t a i c   s y s t e m s ,   t h e   D e s i g n   o f   E xpe ri m e n t s   (D o E a pp r o a c h   s h o ul d   b e   a da p t e t o   o f fe r s   a   p ra c t i c a l   ups t r e a m   w a y   f o r   t h e   s t udy ,   t h e   m o de l i n a n d   c h a ra c t e ri z a t i o n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   e x pe r i m e n t s   ap pr oac h   f or   m od e l i ng  t h e   e l e c t r i c a l   r e s pons e   of     ( F at m Z o hr K e s s ai s s i a )   1141   of   t h e   i n f l ue n c e   o f   t h e   pe r t i n e nt   pa ra m e t e r s   i n v o l v e i t he   r e s po n s e   o f   t h e s e   s y s t e m s .   A s   m e n t i o n e d   by     A nt o n y   [13] ,   t h e   D O E   t e c hni que ,   b a s e o s i m pl e   g r a p hi c a l   t e c hni que s ,   i s   a i n t e r e s t i n g   t o o l   f o r   p r o c e s s   i m p r o v e m e n t   i ni t i a t i v e s   a nd  c a n   b e   a ppl i e f o r   c a s e   s t udi e s   i n   t h e   c o n t e xt   o f   di ff e r e n t   i n dus t r y   s e c t o r s ,   a s   i t   is   a n   a l t e rna t i v e   t o   a dv a n c e s t a t i s t i c a l   m e t h o ds   r e duc i n g   t i m e   t a ke t o   de s i g n   a n t o   c a rr y   o ut   t e s t s .   U s ua l l y ,     t h e   D o E   a pp r o a c i s   m a i nl y   us e t o   s uppo r t   t h e   de s i g o f   n e w   i n dus t r i a l   p r o duc t   o i s t a t i s t i c a l   a n a l y s i s   pr o c e s s   [14]  a s   w e l l   a s ,   t o   o pt i m i z e   t h e   s e t t i ngs   o f   a   m a n uf a c t u ri n p r o c e s s   [8,   15]   a nd  t o   i m p r o v e   i t s   pe r f o r m a n c e s   [16]   o t o   p r e d i c t   a n t o   c ha r a c t e r i z e   i t s   b e ha v i o r a l   m o de l   [ 17 - 19] .     T h e   D o E   i s   us e a s   a a l t e rn a t i v e   a pp r o a c h   t o   a s s e s s   t h e   s i g ni f i c a nt   i nput   pa ra m e t e r s   f a c t o r s   a n d   t h e i r   i n f l ue n c e s   o t h e   o ut p ut   pa ra m e t e r s   r e s po n s e   o f   t h e   c o n s i de r e d   s y s t e m   s ub j e c t   o f   e xpe r i m e nt s   w i t t h e   a dv a n t a ge s   t h a t   i t   do e s   n o t   r e qui r e   t h e   k n o w l e dge   of   t h e   p h y s i c a l   m o de l   o f   t h e   p r o c e s s   t o   b e   s t udi e d.   By   c o n s ,   w i t h   t h e   c l a s s i c a l   m e t h o [20 - 22] ,   w h i c h   c a v a r y   o n l y   o n e   fa c t o r   a t   a   t i m e ,   t h e   m o de l i ng  o f   t h e   s y s t e m   i s   n o t   e a s y   i f   n o t   po s s i b l e   a n d   i t   i s   i m po s s i b l e   t o   de t e r m i n e   t h e   c o rr e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   v a r i o us   pa ra m e t e r s   i n f l ue n c i n t h e   s y s t e m   r e s po n s e .   A m o ng  t h e s e ,   i t s   m a i a dv a n t a ge   i s   i t s   a b i l i t y   t o   p r e di c t   t h e   i ndi v i dua l   e ff e c t s   a s   w e l l   a s   t h e   i nt e ra c t i o n s   b e t w e e n   t h e   v a ri o us   f a c t o r s   i n v o l ve i n   t h e   e xpe r i m e nt   [14 ,   23,   24] .   B y   e l s e ,   t o   c h a ra c t e r i z e   a n d   m o de l   a n y   s y s t e m ,   t h e   D o E   a pp r o a c h   s i g ni f i c a nt l y   m i ni m i z e s   t h e   num b e o f   e xpe r i m e nt s   w i t h o ut   de gr a di n g   t h e   r e s po n s e   a c c ura c y   [25],   i . e .   i t   p r o v i de s   m a x i m u m   o f   i n f o r m a t i o o t h e   r e s po n s e   w i t h   a   m i ni m u m   of   e xpe r i m e nt a l   t ri a l s .   T o   m o de l   a   p h e n o m e n o n,   t h e   D o E   i s   o f t e n   c o n c e rn e d   w i t a   s e t   o f   v a ri a b l e s   t h a t   c a m o di fy   a   s pe c i f i c   r e s po n s e ,   n o t e d   r e s po n s e   o f   t h e   s y s t e m .   A   s y s t e m a t i c   m a t h e m a t i c a l   m o de l   o f   f a c t o r i a l   de s i gn  c o nn e c t i n g   b e t w e e n   f a c t o r s   a nd  r e s po n s e   i s   t h e de du c e d.     In  t h e   c u rr e n t   c o n t ri b ut i o n,   w e   fo c us   o n   t h e   m o de l i n g   a n d   e v a l ua t i n w i t t h e   D o E   a pp r o a c h   o f   t h e   b e h a v i o r   o f   a   m u l t i - c r y s t a l l i n e   p h o t o vo l t a i c   m o dul e .   A s   i n pu t   p a r a m e t e r s   o f   t h e   e s t a b l i s h e d   p r e di c t i v e   m o de l ,   f a c t o r s ,   t h e   s o l a r   i rr a di a t i o n   a n d   t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   a re   c o n s i de r e d.   O t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   m a xi m um   a v a i l a b l e   po w e r   o n   t h e   P V   m o dul e   i s   c o n s i de r e a s   o ut put - r e s po n s e   f a c t o r .   T h e s e   f u n c t i o na l   p a r a m e t e r s   o f   t h e   P V   m o dul e s   a r e   s i m p l y   ob t a i n e f r o m   m e a s u r e m e nt s   c a rr i e o ut   w i t h   a   l i m i t e s e t   o f   e xp e r i m e nt a l   t ri a l s .   E xpe r i m e nt s   w e r e   pe r f o r m e a t   t h e   l a b o r a t o r y .   T h e   e x pe r i m e nt a l   e rr o r s   m a de   o n   t e m pe ra t u r e   a n o e l e c t ri c a l   m e a s u r e m e nt s ,   i n c l ud i n g   i rra d i a t i o m e a s u r e m e n t s ,   a r e   e s t i m a t e d   t o   b e   o f   s t a n d a r d   10 %   v a l ue s .   T h e y   r e s ul t   t o   a e s t i m a t e d   10 %   e rr o o t h e   m a xi m u m   po w e c a l c ul a t i o n .   F o r   a   c o rr e c t   i m p l e m e n t a t i o o f   t h e   D o E   m e t h o a ppl i e t o   P V   pa n e l s   m o de l i n g ,   w e   h a v e   us e s t a t i s t i c a l   a na l y s i s ,   A N O V A   a n d   g ra p h i c a l   a na l y s i s   t o   a l l o w   t h e   de t e r m i n a t i o n   o f   t h e   p r e d i c t i v e   m o de l   f o r   t h e   e v a l ua t i o n   o f   a n y   s i gni f i c a nt   e f f e c t   a n t h e   c o rr e l a t i o b e t w e e n   pa r a m e t e r s   a f f e c t i n t h e   r e s po n s e   o f   t h e   P V   s y s t e m .   In  t h e   D o E   a ppo a c h   t h e o r y ,   t h e   v a r i a t i o o f   a   g i v e n   f a c t o i s   l i m i t e b e t w e e n   t h e   l o w   a n d   t h e   hi g h   l e v e l s   o f   t h e   a c t u a l   o r e duc e c e n t e r e d   v a l ue s   c o n s t i t ut i n g   t h e   g ra du a t i o n s   o f   t h e   a x i s   t hus   de l i m i t i ng  t h e   e xpe r i m e nt a l   s t udy   d o m a i n   [ 26].   T w o   di s t i n c t   w a y s   a r e   r e s e r v e t o   r e p r e s e n t   a   f a c t o r i a l   de s i g n :   D r a w   t h e   e xpe r i m e nt a l   do m a i a nd  t h e n   a dd   a l l   e xpe ri m e n t a l   t ri a l   a s   po i n t s   a c c o r di n g   t o   t h e i r   c o o r di na t e s ,   o r   s u m m a ri z e   a l l   t ri a l s   b y   a   T a b l e   [26 ,   27] .       2.   TH E O R ETI C A M ET H O D O L O G Y     T h e   D o E   l e a ds   t o   de duc e   a   m a t h e m a t i c a l   m o de l   o f   c o m pl e t e   f a c t o r i a l   de s i g o f   t h e   r e s po n s e   a c c o r di n t o   t h e   f a c t o r s   t ha t   c a v a r y   i n   a   b o n de s t udy   d o m a i n   l i m i t i ng  t h e   i n pu t   p a r a m e t e r s   v a r i a t i o n s   [2 8 - 30] .   I n   t h e   a b s e n c e   of   a n y   e xpe r i m e n t a l   d a t a   c o nn e c t i n g   t h e   r e s po n s e     t o   t h e   f a c t o r s   ,   t h e   D o E   m e t h o m a ke s   i t   e a s y   t e s t a b l i s p r e di c t i v e   m a t h e m a t i c a l   r e l a t i o n s h i ps   o f   t h e   r e s po ns e   a s   f o l l ow s :       = 0 + +  +  2 = 1 , = 1 < = 1   (1)     w h e r e     i s   t h e   m e a s u r e r e s po n s e   v e c t o r   o f   t h e   s t ud i e s y s t e m ,     i s   i t s   i n pu t   pa ra m e t e r s   o f a c t o r s   l e v e l s   a n d     a r e   t h e   m o de l   c o e ff i c i e n t s .   T h e   D o E   m e t h o do l o g y   i s   b a s e o n   t h e   f o l l ow i n s t e ps :   -   A t   f i r s t ,   w e   h a v e   po s i n t h e   p r o b l e m   i n   o r de r   t o   f i n a a n s w e r   t o   a   que s t i o n   a s ke d,   t hi s   r e qui r e s   de t e r m i n i ng  t h e   o bj e c t i v e s   t o   b e   r e a c h e d,   w e   a l s o   de f i n e   t h e   r e s po n s e s ,   t h e   f a c t o r s   t ha t   c a n   a f fc e t   t h e   r e s po n s e s ,   t h e w e   b ui l o ur  e xpe r i m e nt a l   de s i g n.   -   In  t h e   s e c o n s t e p,   w e   c h o os e   of   t h e   s t ra t e g y   of   t h e   e xpe ri m e nt a l   de s i g n,   a c c o r di n g   t o   t h e   o b j e c t i ve   of   t h e   s t udy   t w o   po s s i b i l i t i e s   a r e   o f fe r e d,   e i t h e r   t h e   s c r e e ni n t e c hn i q ue   o r   t h e   r e s po n s e   s u r f a c e   t e c h ni que ,   e n do w e w i t m a t h e m a t i c a l   m o de l i ng  w hi l e   us i n a l ge b r a i c   c a l c ul a t i o n s .   -   T h e   l a s t   s t e i s   r e s e r v e f o r   e a c o f   t h e   t w o   t e c h ni que s ,   us i ng   s t a t i s t i c a l   a nd   g r a p h i c a l   a na l y z e s   t o   a na l y z e   a n i n t e r p r e t   t h e   o b t a i n e d   r e s ul t s .   In  t h e   p r e s e nt   c o n t ri b ut i o n,   w e   m o de l   t h e   b e h a v i o o t h e   m a x i m u m   po w e r   v a ri a t i o o f   a     m ul t i - c r i s t a l l i n e   p h o t o vo l t a i c   m o dul e   u n de s i m ul t a n e o us   v a ri a t i o n s   o f   s o l a i rra d i a t i o a nd   s u r f a c e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   20 20   :   1140   -   1147   1142   t e m pe ra t u r e .   I o r de t o   o b t a i a   c o m m o r e p r e s e n t a t i o o f   t he   u n i t s ,   t h e   c o n c e pt   o f   t h e   r e duc e c e nt e r e d   v a l ue   i s   c o m m o n l y   us e d.   T h e   s t a n d a r d i z e v a l ue s   a r e   de t e rm i n e b y   a   l i n e a t ra n s l a t i o n   o f   t h e   o r i g i na l     c oo r di n a t e s   o f   t h e   s y s t e m   u n t i l   a   c e nt e r e d   r e p r e s e n t a t i o n   i s   a c hi e v e a nd  a   n o rm a l i z a t i o o f   t h e s e   a xe s   y i e l di n g   t o   t h e   r e duc e r e p r e s e nt a t i o w i t h   t h e   uppe r   a n d   l o w e r   l e v e l s   of   t h e   f a c t o r s   t a ki ng  t h e   v a l ue s   + 1   a nd  - 1,   r e s pe c t i v e l y   [13,   20 ,   26] .         3.   P R A C TI C A I M P LEM EN TA TI O N   O F   T H E   M ETH O D     T h e   e xpe r i e n c e   w a s   do n e   o n   a   m ul t i - c r y s t a l l i n e   m o dul e   i s   t h e   B P   S o l a B P 350J   w i t a   m a xi m um   pow e r   o f   =   5 0   r e a l i z e a t   v o l t a ge   o f    =   17 , 5     a n a   c u rr e n t    =   2 , 9   .   It s   o pe n   c i r c u i t   v o l t a ge   i s    =   21 , 8     a n d   i t s   s h o rt   c i r c ui t   c u rr e n t   i s    =   3 , 2   .   T h e s e   v a l ue s   a r e   e xt ra c t e o f   t h e   d a t a s h e e t   o f   t h e   pa n e l s .   T h i s   P V   m o dul e   i s   b ui l t   w i t hi 7 2   c e l l s   i 4   r o w s   of  19   c e l l s ,   c o nn e c t e i 2   p a ra l l e l   s t ri n gs   o f   3 6   i s e r i e s ,   e a c r o w   be i n b y pa s s e by   a   di o de .   F i gu r e   s h o w s   t h e   e xpe ri m e n t a l   b e n c h,   c o n s i s t i n g   o f   a   m ul t i - c r y s t a l l i n e   P V   m o dul e ,   a   dy n a m i c   l o a d   us e t o   r e c o r d   t h e   c urr e nt   a n d   t h e   v o l t a ge   da t a   o f   P V   m o dul e ,   t h e   m e a s u r i n g   de v i c e s   ( a m pe r e m e t e r,   v o l t m e t e r ) a n s c o pe   fo r   p l o t t e I - V   c ha ra c t e ri s t i c s .           F i gu r e   1 .   E xpe r i m e nt a l   b e n c h       T a b l e   1,   g i v e s   t h e   e xpe r i m e nt a l   t r i a l s   m e a s u r e m e nt s   a nd  t h e   o b s e r v e r e s po n s e s :   f a c t o r s   ( s o l a Irra di a t i o n      a n s u r f a c e   T e m pe r a t u r e   a n r e s po n s e   ( m a xi m u m   P o w e r   ) I t   c a n   n o t e t ha t   s o l a i rra di a t i o l e v e l s   a n d   s u r f a c e   t e m pe r a t u r e   w e r e   r e c o r de du ri n g   t h e   s a m e   i n do o e xpe ri m e n t s .   D ue   t o   t h e   a r t i f i c i a l   i rr a d i a t i o s o ur c e   (H l a m ps   o f   D e l t a l a b   s o ur c e ),   a n   s i g n i f i c a nt   i n c r e a s e   o f   P V   c e l l   t e m pe r a t u r e   i s   l i n k ed   t o   t h e   c h a nge   i n   t h e   i rr a di a t i o n   l e v e l .   I n   o ur  c a s e ,   a   c h a nge   i n   i rr a di a t i o n   o f   494  / 2   i n duc e a   c h a nge   of   2. ° a t   t h e   s ur f a c e   o f   t h e   P V   c e l l .   T hi s   e xpe ri m e n t a l   c h o i c e   a l l o w s   us   t o   c o m pa r e   i t h e   r e s po n s e s   t h e   r e l a t i v e   e ff e c t   of   bo t h   f a c t o r s .   T h e   c o n c e rn e p a ra m e t e r s   e xpe r i m e nt a l l y   de t e r m i n e a r e :   -   T h e   s o l a i rra d i a t i o   ( m V )   us i n g   a   py r a m o m e t e p l a c e a t   t h e   c e nt e o f   t h e   P V   p a n e l ,   a n d   c a b e   c o n v e r t e i W / m a c c o r di ng  t o   i t s   s e n s i t i v i t y   = 10 , 33   µ /   / 2 .   -   T h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e     C)   a t   t h e   c e n t e o f   t h e   P V   pa n e l   us i n i n f ra r e t h e rm o m e t e r,   r e c o r de w i t hi n   a n   a c c ura c y   of   1%.       T a b l e   1 .   E xpe r i m e nt a l   t r i a l s   m e a s u r e m e n t s   a nd  o b s e r v e r e s po n s e     F a c t o r s   Re s p o n s e   N °   Ir  (W / m 2 )   T   C)   P m   ( W )   01   842   3 1 . 8   1 6 . 7 9   02   842   4 3 . 7   16   . 2 5   03   1849   2 8 . 8   3 1 . 5 2   04   1849   4 7 . 4   3 0 . 2 9       F r o m   t h e   D o E   t h e o r y ,   a f t e r   t h e   de f i ni n t h e   p r o b l e m ,   w e   de t e r m i n e   t h e   o b j e c t i v e s   of   t h e   s t udy   t o   be   a c hi e v e d.   T h e n,   t h e   c h o i c e   of   t h e   s t ra t e gy   i s   us e t o   c a rr y   o u t   t h e   e xpe r i m e n t s   c h o s e n   by   t h e   e xpe r i m e nt e i o r de t o   a c h i e v e   t h e   de s i r e o b j e c t i v e ,   i t hi s   p a pe r   i t   i s   e n o u gh  t o   us e   t h e   s r e e n i ng   t e c hni que .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   e x pe r i m e n t s   ap pr oac h   f or   m od e l i ng  t h e   e l e c t r i c a l   r e s pons e   of     ( F at m Z o hr K e s s ai s s i a )   1143   T h e   s c r e e n i n g   t e c hn i que   m a ke s   i t   po s s i b l e   t o   de t e rm i n e ,   a m o n g   t h e   f a c t o r s   i de n t i f i e by   t h e   e xpe r i m e nt e r,   t h o s e   w h i c h   ha v e   a   s t a t i s t i c a l l y   s i gn i f i c a n t   i n f l ue n c e   o n   t h e   v a r i a t i o n s   o f   t h e   e l e c t r i c a l   r e s po n s e   of   t h e   m u l t i - c r y s t a l l i n e   P V   m o dul e .   H ow e ve r i ( 1 )   i s   s i m p l i f i e t o   a   s i m i l a r   s y s t e m   a s   i ndi c a t e i ( 2 ) w hi c h   c a b e   w r i t t e n :     2 1 12 2 2 1 1 0 x x a x a x a a y   (2)     W h e r e :   1   a n d   2   a r e   t h e   s o l a i rra di a t i o a nd  t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   f a c t o r s   r e s pe c t i v e l y ,   0   i s   t h e   c o e f f i c i e n t   r e pr e s e nt i ng  t h e   c e nt r a l   v a l ue ,   1 2   a nd   12   a r e   t h e   c o e ff i c i e n t s   a s s o c i a t e d   t o   t h e   r e s pe c t i v e   c o n t r i b ut i o n s   a n d   i n t e r a c t i o b e t w e e t h e m   o f   t h e   f a c t o r s   1 2 .       4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N S     T h e   f ul l   f a c t o r i a l   de s i g 2 2 (4  r u n s i s   us e f o r   de t e r m i n i ng   t h e   m a i e ff e c t   o f   f a c t o r s   a n d   i nt e ra c t i o e ffe c t   t ha t   c a v a r y i n t h e   r e s po n s e ,   w i t h   p r e c i s i o n   o f   t h e   m o r e   s i g ni f i c a n t   e f fe c t .   T w o   w a y s   t o   di s c us   a n d   i n t e r p r e t   t h e   r e s ul t s   a s   m e n t i o n e a b ov e   a r e :   g ra p hi c a l   a n d   s t a t i s t i c a l   a na l y s i s .   F i gur e   2   i n d i c a t e s   t h e   P a r e t c h a rt   o f   e ffe c t s ,   w h i c p r e s e nt s   f a c t o r s   a n d   i nt e ra c t i o n   e f fe c t s   i n   de c r e a s i n g   o r de a s   w e l l   a s   f a c t o A ,   f a c t o r   B   a n d   f a c t o A B ,   s o ,   w e   c a s e e   t h e   m o s t   s i g ni f i c a n t   f a c t o o t h e   r e s po n s e   v a ri a t i o h o w   h a s   p r e s e nt e d   by   t h e   i m po rt a nt   o n e .           F i gu r e   2 .   P a r e t o   c ha r t   o f   e ff e c t   f a c t o r s       T h e r e f o r e ,   t h e   s i g ni f i c a t i o a n d   di r e c t i o n   o f   t h e   v a r i a t i o n   o f   r e s po n s e   due   t o   t h e   di r e c t i o n   o f   t h e   f a c t o r s   i s   c l e a f r o m   t h e   c e n t e r e r e s po n s e   v a l ue   a s   m e nt i o n e b y   F i gur e   3 .   H ow e ve r ,   i t   i s   t o   b e   n o t e t ha t ,   t h e   i n f l ue n c e   of   t h e   s o l a i rra di a t i o f a c t o g r o w t i t h e   s a m e   di r e c t i o a nd   i t   i s   m o r e   s i g n i f i c a nt   t ha t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   f a c t o r .   By   c o n s ,   a n d   a s   e xpe c t e d,   t h e   t e m pe ra t u r e   f a c t o i nf l ue n c e   i n v e r s e l y   o n   t h e   di r e c t i o n   o f   t h e   po w e r   r e s po n s e .   T h e   r e s po n s e   a t   t h e   c e n t e o f   t h e   s t udy   do m a i c o r r e s po n ds   t o   t h e   c e nt r a l   v a l ue   0 = 23 . 7   a t   t h e   o pe r a t i ng  po i nt   (  = 1346   / 2   a nd  =   38 . 1   ° ).   W h e n   t h e   f a c t o r s   a r e   i r e duc e c e nt e r e d   v a l ue s ,   t h e   e f fe c t s   a r e   r e p r e s e nt e b y   t h e   s l o pe s   o f   t h e   c o r r e s po n di ng  r e g r e s s i o n   l i n e   s e gm e nt s .   H ow e ve r ,   t h e   gl o b a l   e ffe c t   of   f a c t o r   i s   t h e   v a r i a t i o n   b e t w e e n   t h e   s um   of   r e s po n s e s   a t   t h e   hi g l e v e l   o f   f a c t o r   a n d   t h e   s um   o f   r e s pon s e s   a t   t h e   l o w   l e ve l   o f   t h e   s a m e   f a c t o r ,   t h e n,   t h e   m e a e f fe c t   of   f a c t o r   o e f f e c t   f a c t o r   i s   t h e   h a l f   o f   t h e   g l o ba l   e f fe c t .   I o ur  c a s e ,   w h e t h e   s o l a i rra d i a t i o pa s s e s   f r o m   1346  / 2   o r   l e v e l   t o   1849  / 2   o r   l e v e l   1,   t h e   m a xi m u m   po w e r   i n c r e a s e s   a n d   pa s s e s   f r o m   23, W   t o   30, W ,   w i t h i n   a n   i n c r e a s i n o f   7, 2.   M o r e ov e r ,   w he n   t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   p a s s e s   f r o m   38, 1 ° t o   47, 4   ° C ,   t h e   m a x i m um   po w e r   de c r e a s e s   a n d   pa s s e s   f r o m   23, / 2   t o   23, 18  / 2 ,   s o   a   de c r e a s e   o f   0, 44.   T h e   gl o b a l   e f f e c t   o f   f a c t o r   1   i s   t h e   g r o w n   up  o f   t h e   m a x i m um   pow e r   f r o m   1 6, 5   / 2   t o   30 , 9   / 2 w h e n   t h e   s o l a i rra d i a t i o r a i s e f r o m   842  / 2   t o   1849   / 2 .   T h e   g l o b a l   e ffe c t   of   f a c t o r   i s   t h e   pus dow n   o f   t h e   m a x i m um   po w e r   f r o m   24, 22  / 2   t o   23 , 18   / 2 ,   w h e t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   r a i s e f r o m   28, 8   ° C   t o   47 , C.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   20 20   :   1140   -   1147   1144       F i gu r e   3 .   I l l us t r a t i o o f   e f fe c t   f a c t o r s   o f   t h e   m a xi m um   po w e r   r e s po n s e         A ddi t i o n a l l y ,   w e   a na l y z e   t h e   i nt e r a c t i o n   e f f e c t s   b e t w e e n   s o l a i rra d i a t i o a nd  s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   o t h e   m a x i m um   po w e r   r e s po n s e .   I nde e d,   f o l l o w i n g   t h e   D o E   t he o r y ,   t h e   di f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   t w o   s l o pe s   of   t h e   f a c t o r   r e s po n s e s   i n di c a t e s   t h e   p r e s e n c e   o f   a i nt e r a c t i o b e t w e e n   t h e s e   t w o   f a c t o r s .   T h e   i nt e r a c t i o i s   e v e n   s t r o n ge a s   s l o pe s   a r e   d i f fe r e nt .   I t h e   c u rr e n t   s t u dy ,   t h e   r e s ul t s   a r e   m o de l e a nd  r e p r e s e n t e d   i F i g u r e   4                     F i gu r e   4 .   I l l us t r a t i o o f   i nt e ra c t i o n   e f f e c t   b e t w e e n   s o l a r   i rra d i a t i o a nd  s u r f a c e   t e m pe r a t u r e     fo r   t h e   m a xi m u m   po w e r   r e s po n s e       In  o r de r   t o   h i g hl i g h t   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e b y   t h e   D o E   a pp r o a c h   o t h e   i n f l ue n c e   o f   bo t h   f a c t o r s   o n   t h e   ph o t o vo l t a i c   e l e c t r i c a l   r e s po n s e ,   w e   a n a l y z e   a t   f i r s t   t h e   m a xi m um   po w e r   b e h a v i o r   w i t t h e   i nt e ra c t i o n   e f f e c t   b e t w e e n   b o t f a c t o r s ,   a s   r e p r e s e nt e i F i g u re   4.   W e   o b s e r v e d,   i t h e   l e f t   p a r t   o f   F i g u r e   4 ,   t h e   t e m pe ra t u r e / i rra di a t i o n   i n t e ra c t i o e ff e c t   na m e 12   w h i c i s   t he   ha l f   di f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   s o l a i rra d i a t i o e ffe c t   w h e n   t h e   s u r f a c e   t e m pe r a t u r e   f a c t o r   i s   a t   l o w   l e v e l   (b l a c s t r a i g h t   l i n e ) ,   a n t h e   s o l a i rra di a t i o n   e f fe c t   w h e n   t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e   f a c t o r   i s   a t   h i g l e v e l   ( gr e e n   d a s h e l i n e ) .   W e   a l s o   ob s e r ve t ha t   t h i s   di f f e r e n c e   c o r r e s po n ds   i t h e   ri g ht   p a r t   o f   F i g u r e   4 ,   t o   t h e   i rra d i a t i o n/ t e m pe r a t u r e   i nt e r a c t i o n   e f fe c t   n a m e 21 ,   w h i c de f i n e by   t h e   ha l f   di f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   s u r f a c e   t e m pe r a t ur e   e f f e c t   w h e s o l a r   i rra di a t i o f a c t o r   i s   a t   l o w   l e v e l   (b l a c s t ra i g ht   l i n e ) ,   a n d   t h e   s u r f a c e   t e m pe r a t u r e   e f f e c t   w h e t h e   s o l a i rr a d i a t i o f a c t o i s   a t   h i g l e v e l   ( gr e e n   da s h e d   l i n e ).   Th e   i nt e r a c t i o e ff e c t   12   a nd  21   a r e   t h e   s a m e   v a l ue ,   w hi c p r e s e n t   a   s m a l l   c o n t ri b ut i o in   t h e   r e g r e s s i o n   m o de l   n o t e by   ( 2 ) .   F i g u r e   s h o w s   t h e   r e s po n s e   s ur f a c e   a n t h e   o ut l i n e   o f   t h e   c o n t o ur s   f o r   t h e   e l e c t ri c a l   r e s po n s e .   A s   s h o w n   i n   t h e s e   f i gur e s ,   w e   s e e   t h a t   t h e   e v o l ut i o n   o f   t h e   m a xi m u m   po w e r ,     r e s po n s e   f o r   m u l t i - c r y s t a l l i n e   m o dul e   de pe n ds   s t r o n g l y   w i t s o l a i rra d i a t i o l e s s   t ha t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e .   F r o m   t h e   s u r f a c e   r e s po n s e   gra p h,   w e   c a n   de duc e   h o w   t h e   e l e c t r i c a l   r e s po n s e   c a v a r y i ng  u n de v a ri a t i o n s   o f   s o l a r   i rra di a t i o a n d   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e ,   t h e   m a xi m u m   po w e r   i n c r e a s e   i t h e   s a m e   d i r e c t i o o f   s o l a i rra d i a t i o a nd  i n   o ppo s i t e   di r e c t i o n   of   s ur f a c e   t e m pe ra t u r e ,   w hi c i s   c o n f i r m e d   by   t h e   o ut l i n e s   o t h e   c o n t o u r s .   W e   o b s e r v e   t h e   s t r o n g   de pe n de n c e   w i t s o l a r   i rr a d i a t i o n   c o m pa ra t i v e l y   w i t t h e   s u r f a c e   t e m pe ra t u r e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   e x pe r i m e n t s   ap pr oac h   f or   m od e l i ng  t h e   e l e c t r i c a l   r e s pons e   of     ( F at m Z o hr K e s s ai s s i a )   1145       F i gu r e   5 .   S u r f a c e   r e s po n s e   a n d   o ut l i n e   c o n t o ur s   o f   t h e   m a xi m um   po w e r   r e s po n s e       S t a t i s t i c a l   a n a l y s i s   of   t h e   r e g r e s s i o n   m a t h e m a t i c a l   m o de l   w e r e   pe r f o r m e i n   t h e   f o r m   o f   a na l y s i s   of  v a r i a n c e   (A N O V A ) ,   w h i c di v i de d   i t hr e e   T a b l e s T a b l e   2   gi v e s   t h e   e f f e c t   t e s t   o f   pa ra m e t e r s   a n d   t h e i c o n t ri b ut i o n s   o t h e   r e g r e s s i o m o de l .   T a b l e   s h o w s   t h e   A N O V A   f o r   t h e   f i t t e d   m o de l   o f   t h e   r e s po n s e   a n d   T a b l e   4   de f i n e s   t h e   pa ra m e t e r s   e s t i m a t e s   f o r   t h e   r e g r e s s i o n   m o de l   T h e   r e g r e s s i o n   m o de l   w a s   b e e n   us e f o r   p r e di c t i ng  t h e   r e s po n s e   v a r i a b l e   a t   d i f fe r e nt   o pe ra t i ng  c o n di t i o n s .   F o r   t h e   pu r po s e s   of   m e a s u r i n g   t h e   a c c ura c y   of   m o de l   f i t t i n g ,   w e   c o n s i de r   t hr e e   m e a s u r e m e n t s   t ha t   c o m m o n l y   us e c o e ff i c i e n t   o f   de t e rm i na t i o 2   ,   r o o t   m e a s qua r e s   e rr o R M S E   a n d   t - s t u de nt   t ha t   c a n   e s t i m a t e   w h i c v a r i a b l e   i s   m o r e   i n f l ue n c e   o o ut put   v a ri a b l e .         T a b l e   2 .   E f fe c t   t e s t   o f   pa ra m e t e r s     S o u r c e     D e g re e   o f r e e d o m   df   S u m   o s q u a r e s   S S   M e a n   o f   s q u a re s   M S   F   Ra t i o   P ro b a b i l i t y     Co n t ri b u t e   ( % )   A :   Ir   1   2 0 6 , 9 2 8 2 3   2 0 6 , 9 2 8 2 3   3 4 2 0 3 0 , 1   < 0 , 0 5   9 9 , 5 6 5   :   T   1   0 , 7 8 3 2 2   0 , 7 8 3 2 2   1 2 9 4 , 5 8 7   < 0 , 0 5   0 , 3 7 6   A B   :   Ir * T       0 , 1 1 9 0 2   0 , 1 1 9 0 2   1 9 6 , 7 3 5 5   < 0 , 0 5   0 , 0 5 7       F r o m   T a b l e   2 ,   w e   c a de duc e   t ha t   t h e   f a c t o A   i s   t h e   m o s t   s i g n i f i c a n t   f a c t o r,   i t   de t e rm e s   t h e   s o l a r   i rr a d i a t i o n.   F a c t o A   c o n t ri b ut e s   w i t 99 , 565   %   o f   ov e r a l l   p ro c e s s ,   fo l l ow e by   f a c t o r   B   (s u r f a c e   t e m pe ra t u r e )   w i t 0, 3 76  a n d   f a c t o r   A B   (i nt e r a c t i o n   b e t w e e n   f a c t o r s   A   a n d   B w i t h   0, 05 7% .         T a b l e   3 .   A N O V A   T a b l e   o f   t h e   r e s po n s e   m o de l     S o u r c e     D e g re e   o f r e e d o m   df   S u m   o s q u a r e s   S S   M e a n   o f   s q u a re s   M S   F   Ra t i o   P ro b a b i l i t y     M o d e l     3   2 0 7 , 8 3 0 4 8   6 9 , 2 7 6 8   1 1 4 5 0 7 , 1   0 , 0 0 2 2   E rro r     1   0 , 0 0 0 6 0   0 , 0 0 0 6 0 5       T o t a l     4   0 , 1 1 9 0 2             A N O V A   T a b l e   m e n t i o n e b y   T a b l e   3,   gi v e s   i n f o r m a t i o n   o t o t a l   s y s t e m   a nd  e s pe c i a l y   o n   r e g r e s s i o pr e di c t i v e   m o de l .   A l l   v a r i a b l e   p r e s e n t i n g   a   p r o b a b i l i t y   s m a l l   t ha t h e     v a l ue   o f   0. 05,   t h e   v a r i a b l e   i s   s i g n i f i c a nt .   T h e   r e g r e s s i o n   m o de l   p r e s e n t   a   p r o b a b i l i t y   of   0. 0022   w h i c i s   i n f e r i o o f   t h e   c r i t i c a l   v a l ue   o f     t ha t   de f i n e t h e   qu a l i t y   of   t h e   r e g r e s s i o p r e di c t i v e   m o de l   a nd  t ha t   i s   a e ff i c i e n t   m o de l .       T a b l e   4 .   P a ra m e t e r s   e s t i m a t e s   o f   r e g r e s s i o n   m o de l   T e rm   Co e ff i c i e n t s     S t a n d a rd   e rro r   T _ S t u d e n t   P ro b a b i l i t y     In t e r c e p t     2 3 , 7 1 8   0 , 0 1 1   2 1 5 6 , 2   0 , 0 0 0 3 *   A   :   Ir   7 , 1 9 2 5   0 , 0 1 2 2 9 8   5 8 4 , 8 3   0 , 0 0 1 1 *   :   T   - 0 , 4 4 2 5   0 , 0 1 2 2 9 8   - 3 5 , 9 8   0 , 0 1 7 7 *   A B   :   Ir * T     - 0 , 1 7 2 5   0 , 0 1 2 2 9 8   - 1 4 , 0 3   0 , 0 4 5 3 *       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   20 20   :   1140   -   1147   1146   F r o m   T a b l e   4 ,   w e   o bs e r v e   t h a t   e a c c o e ff i c i e n t   d i f f e r   t o   o t he r s   v a l ue s   a n d   a l l   c o e ff i c i e n t s   c o n t a i a   T _S t ude n t ,   w hi c m e a n s   a   s t a t i s t i c a l   t e s t   f o r   n e gl e c t i n o no t   t h e   c o e ff i c i e n t .   T h e   T _S t ude nt   i s   a i m po rt a nt   pa r a m e t e t o   c h e c t h e   s i g ni f i c a n c e   o f   e a c h   r e g r e s s i o n   c o e ff i c i e nt   i n   t h e   m ul t i pl e   r e g r e s s i o n   m o de l .   I n   a ddi t i o n ,   n e gl e c t   a   n o   s i g ni f i c a n t   v a r i a b l e   g i v e s   a a c c u r a c y   r e gr e s s i o n   m o de l .   T h e   p r o b a b i l i t y   (P - v a l ue i s   a c c e pt e d   w h e t h e   e s t i m a t e d   pa ra m e t e r s   a r e   l e s s   t ha t h e   c r i t i c a l   v a l u e   = 5%   .   I T a b l e   4,   t h e   g ra p hi c a l   t e s t   (*)   m e a n s   t h a t   t h e   pa ra m e t e r,   w h e t h e   p r o b a b i l i t y   l e s s   o e qua l   t ha 0 . 05 ,   i s   a c c e pt e a n d   i t   i s   a   pe r t i n e n t   p a r a m e t e r   i n t r o duc e i t h e   r e g r e s s i o m o de l   a s   g i v e n   by   ( 2 ) .   T h e   r e c o n s t i t ut i o n   o f   t h e   c o e ff i c i e n t s   i n   t h e   p r e di c t i v e   m o de l   gi v e   t h e   m a xi m u m   a v a i l a b l e   po w e r   r e s po n s e :     2 1 2 1 1725 . 0 4425 . 0 1925 . 7 717 . 23 x x x x P m   (3)     F r o m   e qu a t i o 3,   w e   c a n   de duc e   t h e   po s i t i v e   r e l a t i o n s hi p   b e t w e e n   t h e     a n d   ,   t h e   c o e ff i c i e n t     t a ke s   t h e   hi g h e s t   v a l ue ,   w h i c h   m e a n s   t h e   g r e a t   i n f l ue n c e   o n   t h e   m a x i m u m   po w e r .   By   c o n s ,   t h e r e   i s   a   n e g a t i v e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e     a n d     a l s o   w i t h   i nt e ra c t i o   a n d   ,   t h e   c o rr e s po n da nt   c o e ff i c i e n t s   v a l ue s   a r e   l o w e s t   t ha t h e     v a l ue ,   i t   r e c o r de s   t o   t h e   s m a l l   i n f l ue n c e   o t h e   r e s po n s e .   T h e   r e g r e s s i o n   m o de l   s h o w s   t h e   de t e rm i na t i o n   c o e ff i c i e n t   ( 2 v a l ue s   f o r   0 . 999 997,   w hi c m e a n s   t h a t   t h e   v a r i a n c e   o f   t h e   r e s po n s e     h a s   b e e n   e xa c t l y   e xpr e s s   by   t h e   r e g r e s s i o n   m o de l .   H ow e v e r ,   t h e   R M S E   i s   0, 0245 97   f o r   t h e   c o n s i de r e r e s po n s e .   A s   s h o w n   i T a b l e   3,   f o r   t h e   m a x i m u m   po w e r   r e s po n s e   m o de l   p r e d i c t e by   E q. 3 t h e   p r o b a b i l i t y   ( P - v a l ue s fo r   t h e   r e g r e s s i o n   m o de l   w a s   l e s s   t h a 0 . 0 5 ,   i ndi c a t i n t ha t   t h e   r e g r e s s i o n   m o de l   i s   a   go o de s c r i b i ng   of  t h e   m a x i m u m   po w e r   r e s po n s e   a n d   e xpl a i t h e   a c c ura c y   o f   t h e   p r e di c t i v e   m o de l       5.   C O N C LU S I O N     D e s i gn   o f   e xpe r i m e n t s   a pp r o a c h   i s   a   p r a c t i c a l   t o o l   us e d   fo r   e s t a b l i s h i n g   t h e   p r e di c t i v e   m o de l   a n d   f o r   e s t i m a t i n g   t h e   e ff e c t   o f   s e ve r a l   i nde pe n de n t s   f a c t o r s   o t h e   s h o s e n   r e s po n s e ,   b a s e o n   s t a t i s t i c a l   a n d   a l ge b r a i c   c a l c ul a t i o n.   O t h e r w i s e ,   us i ng  m ul t i p l e   l i n e a r   r e g r e s s i o n   i s   t o   j us t i fy   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   i nput   v a ri a b l e s   a n o ut put   v a ri a b l e s ,   a l s o   t o   de t e r m i n e   w hi c h   v a ri a b l e s   a r e   m o r e   i n f l ue n c e   fo r   o ut put   v a r i a b l e .   I n   t h e   c u rr e n t   c o n t ri b ut i o n,   t h e   D o E   a pp r o a c h   w a s   de v e l o p e fo r   m o de l l i n g   t h e   b e h a v i o o f   t h e   e l e c t ri c a l   r e s po n s e   of  a   m u l t i - c r y s t a l l i n e   p h o t o v o l t a i c   m o dul e   u nde i ndo o r   s o l a i rra di a t i o n   a n d   s u r f a c e   t e m pe r a t u r e   c h a nge s .   I t h e   r e g r e s s i o n   p r e di c t i v e   m o de l ,   w e   h a v e   c o n s i de r e a s   i n pu t   f a c t o r s   t h e   s o l a r   i rra d i a t i o n   a n d   s u r f a c e   t e m pe r a t u r e   l e v e l s   a n a s   r e s po n s e   f a c t o r   t h e   e l e c t ri c a l   p a ra m e t e r s   o f   t h e   m o dul e   s uc h   a s   t h e   m a x i m u m   po w e r   i n   o u r   c a s e .   W e   h a v e   hi g h l i g ht e t h e   m a i a nd  i nt e r a c t i o n   e f fe c t s   o f   bo t h   f a c t o r s   o t h e   v a r i a t i o n   o f   t h e   r e s po n s e s .   A ddi t i o n a l l y ,   w i t h   t h e   k n o w l e dge   of   t h e   a c t u a l   r e s po n s e s   o f   a   P V   m o dul e s   o b t a i n e b y   e xpe r i m e n t s ,   w e   ha v e   a n a l y z e d,   e xpl a i n e a n v a l i d a t e t h e   p r e di c t i v e   m o de l   b e h a v i o r   o b t a i n e b y   s i m ul a t i o n   w i t t h e     D o E   a pp r o a c h   F i na l l y ,   w e   ha v e   s h o w n   t ha t ,   t h e   de s i g o f   e xpe r i m e nt s   a pp r o a c h   e n a b l e s   r e duc i n g   e xpe r i m e n t a l   t i m e   a n n u m b e r   o f   r u n s   f o r   m o de l l i n a   s y s t e m .   M o r e ov e r ,   i t   i s   po s s i b l e   t o   ob t a i n   a   l a r ge   s e t   o f   f un c t i o n i ng  i n f o r m a t i o n s   w i t o n l y   fe w   e xpe r i m e n t a l   ru n s .   E s pe c i a l l y   i n   t h e   c u rr e nt   c o n t ri b ut i o n,   w e   ha v e   s h o w n   t h a t   de s i gn  o f   e xpe r i m e n t s   a pp r o a c h   i s   a   r e l i a b l e   t o o l   t h a t   c a b e   e a s i l y   a ppl i e f o r   t h e   de t e rm i na t i o n   o f   t h e   b e h a v i o r   of   ph o t o vo l t a i c   s y s t e m   a ppl i c a t i o n s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   H .   A bo uo ba i da ,   e t   al ,   " N e w   O p t i m i z a t i o M e t ho o f   t he   M P P T   A l g o r i t hm   a nd   B a l a nc i ng   V o l t a g e   C o nt r o l   o f   t h e   T hr e e - L e v e l   B oo s t   C o nv e r t e r   ( T L B C ) , "   I n t e r na t i ona l   J o ur n al   of   A p pl i e P ow e r   E ngi ne e r i ng  ( I J A P E ) ,   v o l .   6,   no .   2,   pp.   11 3 - 122,   2 017 .   [ 2]   E .   K a nde m i r ,   e t   a l . ,   " A   c o m pr e he n s i v e   o v e r v i e w   o f   m a xi m um   po w e r   e x t r a c t i o m e t ho ds   f o r   P V   s y s t e m s , "   R e ne w abl e   and  Sus t a i nab l e   E ne r g y   R e v i e w s ,   v o l .   8 ,   pp .   93 - 112 ,   2017 .     [ 3]   A .   M e l l i t ,   e t   a l . ,   " F a u l t   d e t e c t i o a nd   d i a g no s i s   m e t ho ds   f o r   ph o t ov o l t a i c   s y s t e m s :   A   r e v i e w , "   R e ne w abl e   and   Sus t ai nab l e   E ne r gy   R e v i e w s ,   v o l .   91 ,   pp .   1 - 17,   20 18.     [ 4]   Y .   M .   S o r o ,   e t   a l . ,   " E xpe r i m e n t a l   P l a t f o r m   f o r   O u t do o r   C ha r a c t e r i z a t i o n   o f   P ho t o vo l t a i c   M o du l e s   U n de r   H o t   C l i m a t e , "   I n t e r nat i o nal   J our nal   o f   R e ne w abl e   E ne r gy   R e s e ar c h ,   v o l .   8,   pp .   167 3 - 1684 ,   2018 .   [ 5]   J .   B i s q ue r t ,   " T he   phy s i c s   o f   s o l a r   c e l l s   P e r o v s ki t e s ,   O r g a n i c s ,   a nd  P ho t o vo l t a i c   F und a m e n t a l s , "   B oc R a t on :   T a y l o r   &   F r anc i s   G r ou p ,   20 18.     [ 6]   M . H .   A l - J um a i l i ,   e t   al ,   " A na l y s i s   o f   t he   ha r a nd   s o f t   s ha d i ng   i m pa c t   o p ho t o vo l t a i c   m o dul e   p e r f o r m a nc e   u s i ng   s o l a r   m o dul e   t e s t e r , "   I nt e r na t i ona l   J o ur na l   o f   P ow e r   E l e c t r on i c s   a nd  D r i v e   Sy s t e m s   ( I J P E D S) ,   v o l .   10 ,   no .   2 ,   pp .   1014 - 102 1,   20 19.   [ 7]   M .   A   H a s a n   a nd  S .   K .   P a r i da ,   " A o v e r v i e w   o f   s o l a r   p ho t o vol t a i c   p a ne l   m o de l i ng   b a s e o a na l y t i c a l   a nd   e xpe r i m e nt a l   v i e w po i n t , "   R e ne w abl e   and  Sus t a i na bl e   E ne r g y   R e v i e w s ,   v o l .   6 0,   pp .   75 - 83 ,   2 016 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   e x pe r i m e n t s   ap pr oac h   f or   m od e l i ng  t h e   e l e c t r i c a l   r e s pons e   of     ( F at m Z o hr K e s s ai s s i a )   1147   [ 8]   E .   E l i bo l ,   e t   a l . ,   " O u t do o r   pe r f o r m a nc e   a na l y s i s   o f   di f f e r e n t   P V   pa ne l   t y pe s ,   "   R e ne w abl e   and  Sus t a i na bl e   E ne r g y   R e v i e w s ,   v o l .   67 ,   pp .   651 - 661 ,   201 7.   [ 9]   I . B e nda t o ,   e t   al . ,   " A   de s i g o f   e xpe r i m e nt s / r e s po ns e   s u r f a c e   m e t ho do l o gy   a ppr o a c t o   s t udy   t he   e c o no m i c   s us t a i na b i l i t y   o f   a   M W e   pho t o v o l t a i c   p l a nt ," R e ne w abl e   and   Su s t a i nab l e   E ne r g y   R e v i e w s ,   v o l .   51 ,   pp .   1664 - 16 79 ,   2015 .   [ 10]   A .   Z a i d   H us s e i n ,   e t   al ,   " M o de l i ng   S o l a r   M o dul e s   P e r f o r m a nc e   U nd e r   T e m pe r a t u r e   a nd   S o l a r   R a di a t i o o f   W e s t e r n   I r a q , "   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   P ow e r   E l e c t r on i c s   and   D r i v e   S y s t e m s   ( I J P E D S) ,   v o l .   9 ,   no .   4 ,   pp .   1842 - 18 50 ,   2 018 .   [ 11]   M .   Z a i m i ,   e t   al . ,   " D e t e r m i n i ng   c o m bi ne e f f e c t s   o f   s o l a r   r a di a t i o a n p a ne l   j unc t i o t e m pe r a t ur e   o a l l   m o de l - pa r a m e t e r s   t o   f o r e c a s t   pe a po w e r   a nd  p ho t o vo l t a i c   y i e l o f   s o l a r   pa ne l   un de r   no n - s t a nda r d   c o ndi t i o ns ,   "   Sol ar   E ne r gy ,   v o l .   191 ,   pp.   3 41 3 59,   2 019 .   [ 12]     H .   E l   A c ho ub y ,   e t   al . ,   " N e w   a na l y t i c a l   a ppr o a c f o r   m o de l l i ng   e f f e c t s   o f   t e m pe r a t u r e   a nd   i r r a d i a nc e   o phy s i c a l   pa r a m e t e r s   o f   pho t o v o l t a i c   s o l a r   m o du l e , "   E ne r g y   C onv e r s i on   a nd  M an age m e nt ,   v o l .   17 7,   pp .   258 271 ,   201 8.     [ 13]   J .   A nt o n y ,   " D e s i g n   o f   e xpe r i m e nt s   f o r   e ng i ne e r s   a nd   s c i e nt i s t s , "   B u r l i ng t on :   E l s e v i e r ,   200 3.   [ 14]   M . C .   M i c ha e l i s   a nd   S . L e o po l d, " A   m e a s u r e m e nt   s y s t e m   a na l y s i s   w i t h   de s i g o f   e xp e r i m e n t s :   I nv e s t i g a t i o n   o f   t he   a dhe s i o pe r f o r m a nc e   o f   a   p r e s s u r e   s e ns i t i v e   a dh e s i v e   w i t h   t he   pr o be   t a c t e s t ," I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   P har m ac e ut i c s , v o l .   4 96,   p p.   44 8 - 456,   2 015 .   [ 15]   I . S a ha ,   e t   al . ,   " U s i ng   de s i g o f   e x pe r i m e nt s   a pp r o a c t o   o p t i m i z e   c us t o m   e m i t t e r   c l e a n   pr o c e s s   u s e d   i n   P V ," E ne r g y   P r oc e di a , v o l .   8,   p p.   68 8 - 693,   2 011 .   [ 16]   J .   A .   B .   M o nt e v e c hi ,   e t   a l . ,   " A ppl i c a t i o o f   de s i g n   o f   e xp e r i m e n t s   o t he   s i m u l a t i o n   o f   a   pr o c e s s   i n   a   a u t o m o t i v e   i ndu s t r y .   I E E E ,   1601 - 16 09 ,   2 007 .   [ 17]   F .   H a nn a ne ,   e t   al . , " F o r e c a s t i ng   t he   P V   pa ne l   o pe r a t i ng   c o ndi t i o ns   u s i ng   t h e   D e s i g o f   e xp e r i m e n t s   m e t ho d ," E ne r g y   P r oc e di a , v o l .   36 ,   pp.   4 79 - 487 ,   2013 .   [ 18]   J .   P .   C h a r l e s ,   e t   a l . ,   " F a u l t y   P V   p a ne l   i d e nt i f i c a t i o us i ng   t he   D e s i g o f   e xpe r i m e n t s   ( D o E ) ," E l e c t r i c a l   P ow e r   and   E ne r gy   Sy s t e m s , v o l .   57 ,   pp .   3 1 - 38,   20 14 .   [ 19]   E .   R o s l a a nd  I   H a s s i m ,   " S o l a r   pv   s y s t e m   w i t pu l s a t i ng   he a t   p i pe   c o o l i ng , "   I n done s i an  J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i n and   C om pu t e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   14 ,   no .   1 ,   pp .   3 1 1 - 318,   20 19.   [ 20]   J .   L .   G o upy ,   " M e t ho ds   f o r   e xp e r i m e n t a l   d e s i g P r i nc i p l e s   a nd   a pp l i c a t i o ns   f o r   phy s i c i s t s   a nd   c he m i s t s ," D at h and i ng   i s c i e nc e   an t e c hno l og y ,   P a r i s :   E l s e v i e r ,   199 3.   [ 21]   A .   Z e g a o ui   ,   e t   al . , " D y na m i c   be ha v i o ur   o f   P V   g e ne r a t o r   t r a c ke r s   u nde r   i r r a d i a t i o a n t e m pe r a t u r e   c ha ng e s , Sol ar   E ne r gy ,   v o l .   85,   p p.   29 53 - 2964 ,   201 1.     [ 22]   P .   M o ç o t é g uy ,   e t   al . ,   " A ppl i c a t i o o f   c ur r e nt   s t e p s   a nd   de s i g n   o f   e xpe r i m e n t s   m e t ho do l o gy   t o   t he   de t e c t i o o f   w a t e r   m a na g e m e nt   f a ul t s   i n   a   p r o t o e xc ha ng e   m e m br a ne   f u e l   c e l l   s t a c k, " J our nal   of   P ow e r   Sou r c e s , v o l .   303 ,   pp .   1 26 - 136 ,   2016 .   [ 23]   M . H .   A l o m a r i ,   e t   al ,   " P V P F   t o o l :   a a u t o m a t e dW e a pp l i c a t i o n   f o r   r e a l - t i m e   pho t o v o l t a i c   po w e r   f o r e c a s t i ng , "   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l .   9 ,   no .   1,   pp .   34 - 41 ,   201 9.   [ 24]   M .   M i kko ,   " E x pe r i m e nt a l   de s i g n   a n r e s po ns e   s ur f a c e   m e t ho do l o gy   i e ne r gy   a ppl i c a t i o ns :   A   t ut o r i a l   r e v i e w , E ne r gy   C onv e r s i on   a nd  M anage m e nt ,   v o l .   151 ,   pp.   6 30 - 640 ,   2017 .   [ 25]   N . L e m o na ki s ,   e t   al . ,   " O p t i m i z a t i o n   o f   pa r a m e t e r s   a f f e c t i ng   s i g na l   i n t e n s i t y   i a L T Q - o r bi t r a i n   ne g a t i v e   i o m o de :   a   d e s i g o f   e xpe r i m e nt s , " T al a nt a   v o l .   147 ,   pp .   402 - 409 ,   201 6.   [ 26]   J .   G o upy   a nd  L .   C e i g ht o n,   " I nt r o duc t i o t o   de s i g o f   e xp e r i m e n t s   w i t h   J M P   E x a m pl e s , "   U S A :   S A S ,   200 7.   [ 27]   F . Z .   K e s s a i s s i a e t   a l . ,   " F a c t o r i a l   d e s i g a nd   r e s po ns e   s u r f a c e   o pt i m i z a t i o f o r   m o de l i ng   p ho t o vo l t a i c   m o dul e   pa r a m e t e r s , "   E ne r gy   R e por t s ,   v o l .   6 ,   S upp l e m e nt   3 ,   pp.   2 99 - 309 ,   20 20.   [ 28]   S . G o r do n,   " D e s i g n   o f   E xpe r i m e n t s ,   i n:   L o p e r ,   M . L .   ( e d. ) ,   M o de l i ng   a nd   S i m ul a t i o n   i n   t h e   S y s t e m s   E ng i n e e r i ng   L i f e   C y c l e ,   S i m ul a t i o F o unda t i o ns ,   " M e t h ods   an A ppl i c at i on s ,   p p.   18 7 - 200.   L o ndo n,   2015 .   [ 29]   F . Z .   K e s s a i s s i a ,   e t   al . ,   " T h e   D o E   m e t ho a s   a e f f i c i e n t   t o o l   f o r   m o de l i ng   t he   be ha v i o r   o f   m o no - c r y s t a l l i ne   S i - P V   m o dul e ," A I P   C o nf e r e nc e   P r oc e e di ng s   1 968: 030059 ,   201 8 .   [ 30]   A .   S c hul z e   L o hof f ,   e t   al . ,   " T he   a p pl i c a t i o o f   de s i g o f   e xpe r i m e nt s   a nd  r e s po ns e   s u r f a c e   m e t ho do l o gy   t o   t he   c ha r a c t e r i z a t i o o f   a   di r e c t   m e t h a no l   f ue l   c e l l   s t a c k, " I nt e r n at i on al   J our na l   o f   H y dr o ge E ne r gy ,   v o l .   41 ,   pp.   122 22 - 12230 ,   201 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.