In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S Vo l .  1 0 , No .  2 , Ju n e  20 1 9 , p p .  1 0 1 4 ~ 1 021  ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 2.pp1014-1021          1014     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   A n alysis of   the hard and soft sh ading impact on photovoltai c   modu le p erformance usi n g solar module tester      Mu staf a Hamid   A l -Ju m ail i 1 , Ahmed   S ubhi Abda lk a f o r 2 Moh a mmed   Qas i m T a ha 3    Ren e wab l e E n erg y  Res ea rch   Ce nt er (RERC), U n i v ersity  of  An ba r, I raq  Career  D evel op men t  Center, Un i vers it y of An b a r , Iraq   Coll ege o f  Ap p l i ed  S cien ce s - H it,  U n i vers it of An b ar,   Iraq       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Oct  1 2 ,  2 018  Re vise d Jan  2 0 , 2019   Ac ce p t ed  M ar 4 , 2 0 19      S o l a cel ls   a re  a   m aj or  a lt ernate  s ource  of   s ustain able  e nerg i n  t h e  u s u a l   c o nd it io n   o f   d e p le t i ng   n on re newa b l e   e n e r gy   s ourc e s No wa d a y s ,   t h i s source   is  g etting  mor e   a nd  m ore  importan due   to  i ts  u se  i large  and  sm all-scal e   in s t all a tio n s .   O ne  o f   t h m a jo c a u s es   o f   energ y   l oss e i n   p hot ovol ta i c   ( P V mo du le is  t h e   s h a d i n g I t   c a n   h a p pe du e   to  c lou d pa ssing ,   ne ar  t rees and / o r   n eig h b o ring   s tru c tu res.  G enerall y ,   there  are  t w o   typ e o PV  m odu l S h ad in w h i c h   are  ei th er  p art i a l   s h a din g   o co mpl e t e   s had i ng B oth  h a ve   a   si gnif i c a n t  im p act  on   t h e s o l a r mod u le ou t put po w er. T h i s  p aper  i s an  at t e m p of   carryin ou st ud of   t he  e lect rical  c hara cteri s tics  of   a   so la r   mo du le   w i t h   vari ou percen ta ges   of   s im ul ate d   s had i n g .   T h so lar  m o d u l e   t e s t er  ( SMT )   sim u l a tor  was  us ed  i t h is  s tu dy .   Th s t ud a p pro v ed   t h e   d i r ect   c orrelati on  bet w een  s ho rt -circu it   c u rrent  a nd  so lar  irrad i ance.   T he  a dv anta g e   o f   usi ng  S M is  its  s tab l irrad i an ce  i n   c o m paris o n   to   t he  p racti cal  uns ta b l e   so la r   irrad i ance  wi thin   t h e   s am p e riod T h results  o f   b o t h   m etho ds  o f   s hadi ng   sim u l a tio n   sh ow  t hat   s h ad in ha s   si gn ifican im p act  o n   t h pe rfor m a nc e   of  solar  panel  in  t erms  o f   e f f i c i e n cy,   fill  f act or  a nd  outpu t   p owe r .  F o r  b e t t e r   perf o r man ce,  s olar  p an els   s h o u l d   i n s t a ll  i n   sh adi n g   f r ee  p l aces  a s   m u c h  a s   i t   is possible. K eyw ord s :   Ma ximum   pow e r  poi nt,   Phot o v o lta ic ,   Sh ad ing ,     Solar   m odu l e  t ester ,   So lar a ®   PV.    Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Moham m ed Qasim  Taha,  Col l ege  o f  A pp lied   S c ien ces-Hi t Unive r sit y  of   A n bar ,   Iraq.  Em ail:  as.m oham m a d_ta h a@ uoa nba r.e du.i q       1.   I N TR OD U C TI O N    La te ly, sus ta in able e ne rg y ha s bec o me  a ho t  to p i c  a t t ra ct i n g   lo t   of resea rche r’s i nter est . Energy i s  a  hi ghl nee d e d   s o u rc for  na ti o n ’s  d e v e l o p m e n t ,   y e t   t rad i t i ona e n e r g y   s o u r c e s  a r e  c o n s i d e r e d  a s   h i g h l y   d e pl et e d   s o u r ces.  Al l   th at   l ead to   r e s ea rchi n g   n e w   e n e rgy  re so urc e s   suc h   a w i nd,  w a t e r the  ge ot herm al  a n d   so l a energ y .   S o l a ener gy   i i n e xha us tib le   g re en   e ner gy,   a n d   e n v iro n m e nta l l y   f r i e n d l [1].  F ossi fue l   w i ll  c o nti n u e   d o m in a tin g   th e   mai n   g l o b a l   en e r gy   c on su mp tio n.  N a t i o n s ’  awa r en e ss  o f   f os sil   fu e l   u si ng   a nd   t he  p l an et' s   c arbo e m i s sio n s   b e c a u se   o cl i m at c h ang e   a n d   g l ob a l   w a rm ing   [2].   T heref o r e su st ai n a bl e   en e r gy  resour ces  s uc h   as  w i nd  an solar   ene r g y   w i ll  pla y   a imp o r t a n t   rol e   i n   t h e n ergy   o f   th wo rl d   i n   t he  n e a fu t u re [3].   S o la r ener gy   i s a  prom i s in g op t i o n   for   re new a b l e   en e r g y  a n d  it h a s ga ine d  the  i nt e r es t o f  the  w orld.   Con v e r sio n   o solar  e n erg y   i nt e l ec tri cal  e ne rg is  s t a t i c ,   q u ie t,  a nd  e n v i ro nm en t-fr ie nd ly  [ 4] There f ore ,   ph o t o v o l t a i i n dus try   gr ow t h   w a s   v ery  fas t   i pas t   y ea rs.  P h o t o v o lta ic   ( PV)   syst e m   p e rfor m a n ce  i s   a ffe cted   by   s ever a l   f a c t ors  i n c l u d i n g   t he   s t r en gt of  i rra di a n ce,   s ha di n g,  t e m pe rat u re degr ada t io n,  s o i l i ng,   m i s m a tc h   lo sse s ,   ti lt   a n g l etc.  N on-i d ea l   o p e r ati ng  c o n d i tions  i one  o the   most  a ffe c tin pa r a m eter on  t h e   P V   s yste p e rfo rma n c e On o f   t h e se  n o n - i d eal   c o ndi ti on i s   w o r king   und e r   r educe d   i rra dia n ce  d u e   s had i n g   e ffe ct  [ 5] Sh ad i n g   ma y   be  u ni fo rm  o no nun i f o r i f   i co v e rs  t h e   w ho l e   s u r face   o the  pa nel  i s   c o n side red  a s   u n i for m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Analy s is o f   the  har d a nd s o f t  s h a d i ng  im p a c t  on p h o t o v o l t a ic  m odu le    (Mus ta f a  H a m i d Al-J um a i l i 1 015 sha d i n g.  W hi le   i t h sha d i n g   cover s   o n l p a r t   o the   P V   p ane l   the n   i co ns idere d   a n on- un iform   shadi n g.  In   bot ca se s,  i t   h a a   si gni fi ca n t   i mp ac on   t h e   s ol ar  c el l   ou tp ut   p ow er  [ 6 ] U nder  pa rt i a l   s h a d i n c o n d iti on s,  t h p o w e r   from  t h PV  m o d u l c a n   b e   d ra ma t i c al ly   r ed uc ed   a nd   m a x i m u m   pow e r   p o i nt   t rac k ing   c o ntr o l   w i ll   b e  a ffe ct e d  [1 ] Th ac cu rat e   p art i a l   sh a d in g mo d e lin g   of  PV sy s t em  w as i ntr o d u ce d in re f .   [7,   8].   The   a u t h ors  w e r e   u sed  a   tw o-d i o d mo de l   to   r epr e sen t   t h e   P V   ce l l .   T h e   mode l   r e q ui r e s   o n ly  f our  p a r am eter to   g e t   b etter   ac cura cy  a lo irra di a n ce   l eve l ,   al lowi ng   f or  m ore  ac c u ra te  p r ediction  o P V   s y s tem   perform ance  dur ing  part ial sha d in g   con d i tio n. A  la r ge arr ay simula t i o n mod e l   w a s u se d a n d i n t e rfa c e d  w i t h  MP P T a l gor it h m s and   power   e lec t ro ni c   c o n v e r ters  [ 9].   The  acc u r ate n e ss  o f   t h e   m o d e l i ng   t e c h n iq u e   w as  v a l id at ed   b y   real -t i m si m u lat o da ta   a nd  c o mp a r ed   w i t t h e   N e ural  N etw o rk  m ode l ,   P &O   a n d   si ng l e -di o de  m o d e l .   T hi st udy   i very  u se f u l   f o r   com p an ies  an ex pe rt i s e   i n   t he  f iel d   o re n e wa b l e   e n e r gy  be cause   o i t ac cura cy,  sim p lic i t y,   a n d   t h e f a st  o f   ap pl y i ng  [10 ].  The  ava i la ble  ph o t o v o l t a i mod u l es  h a v t h e   c onfig ur at i o o f   s e ries-c o nne cte d ,   pa ral l e l   c o nne ct e d   or  c om b i nat i on   o b o t h   co n n e c t i o ns  o ce lls.   S o me   p a r am ete r ha ve   a   d ire c e f fec t   o n   t h e   o u tp ut   o a n so l a modu le  s uc as  s o l a r   i rra d i a n ce,   c el te m p e r at ure,   t i lt  a n g l e   s ha ded  c o n d iti on.  T her e for e t h ge n e rate d   elec tr ici t o f   a   s o l ar  p ane l   i hig h l y   a ffe c t ed  b the   s t reng t h   o s o lar   i r radiance.   Th e   a m o unt   o f   fa lli ng  sun l i g h t   o n   t h e   mod u le  d e t er mines  the   curr ent   ge nera t e by   a   P V   m o d u le   [ 11 12 ].  B a s e d   o n   t h is  b a c k g r ound  and   s i n c e   t h s o l a irra di a n ce  leve l   is   n o t   a st a ndard   l e v e l   ( 10 00 W/m 2 most  o t h da yt ime ,   t hi s   pa p e aim s   to  a na l y z e   a n d   s t u d y   t he   e f f e c t   o s h ad i ng  on  w h o l a nd  a   par t i a l   s ur fac e   o the  P V   m od u l e   bas e o n   s o l ar  modu le  t e s t e r.  P ulse li ght   a n d   d eca y i ng   s ol ar   s imula t or  a re  u s e d   i n   our  s imula t i o n   w h ic has  t h a b i lit o f   con t ro the  s o la irra di a n ce   l e v el,  c a lc u l a t i ng  t h se ries  r e s i s t anc e   o m o d u l e   f ill  fac t or,   shor t   c i rc ui v o lta ge ope n c i rcu i t vo lta ge,   short c i r c ui t cur r en t,  p eak  power , a nd th t e mp e r atur e   duri ng t h e   tes t     2.   SOLAR  S I M U LAT O R   C u rre ntly,   t h re ty pes  of  s o l a r   s im ul a t ors  a r a v ai l a b l [1 3 ] t h e   f i rst   ty pe   i c o n s ta nt  l ight  s imu l at or  w h ic nee d h eat  l oad,   c o o l i ng,   a n d   h i g pow er   c on sum p t i on.  T he   s eco nd   t yp e   i s   pul se d   l i gh t   si mu l a to w h er the r e is no  sa mp le hea tin g, fa s t me asu r e m e n t ,   a nd  n o   t e mp e r ature   le ve li ng. The th i r d   t y p e i s  the p ul sed   lig ht  w it the   deca y i ng  simu l a tor,   t hi simu l a tor  ca m e a s u r d iffe ren t   l e v els  of  i rr adia ti o n ,   serie s   r es ista nc e   me asure m e n t ,   a nd   h i gh  pea k   i rra di a n ce   c a n   b r eac he ea sily  [ 14 ].   T he  s tandar pa ram e ters  o f   s o l a cell  c l a s s e s   a r g i ve n   i n  T ab l e  1     Tab l 1. S tand ar d   par a m e ters  f or  s ola r  simul a t or classe acc or di ng  to   ASTM  st a nd a r Cl as s i f i cat io n   S p ect r a l   M a t c h   (ea c h   i nt e r va l)   Ir ra d i a n c e   S pa t i a   N on-U n i f orm ity  Tem pora l  I nst a bility  C l a s s   A   0. 75–1. 2 5   2%   2 %   C l a ss B  0. 6–1. 4   5%   5 %   C l a ss C  0. 4–2. 0   10%   10%       3.   SOLAR CELL   M ATHEMATICAL MODEL  A   sin g l d i ode   s o l a r   c e l l   e q u i vale nt  c i r cui t   i sh ow i n   F ig ur e   1 t h e q ui va l e n t   c i r cui t   c ons i s ts  o a   para l l e l   c o nne c t ed  c urr e nt  s o u r c e   w it d i o d e   and  t h e   w h ol gr ou i s   c on nec t e d   i serie s   w it h   t h re si s t ance .   There   is  a   d irec pr opor ti on   b etw e e n   t he  f a l l i n g   lig h t   o th c e ll  a n it s   o u t put   c ur ren t   ( ph o t oc urre nt  I L) The   sol a ce ll  i c o n s i d e r e d   a s i n act iv e   d e v i ce  duri n g   th e   ni ght  t i m e  o r   full  d ar kness, in s tead,  t h e   cell  w orks as  a p- j unc t i o n   d i o de.   It  does n 't   p r o d u ce  a n p o w e in  t er ms  o c u rr e n t   or   v o l ta g e Y e t,  it  w ill  ge n e ra t e   a   c urrent  ca l l e d   d ar curre nt  o d i o d c u rre nt  w he it  is  c o nne cte d   t an   e x t e r na pow e r   s u p p l w i t h   a   l a r ge  v olta ge .   The  di o d ty p e   d et er mines  the   I–V  char ac t e r i st ics  of  t he   c e l l ,   a   deta i l ed   a l g or it hm   o the   s i n g l d i od e   so l a ce l l   e q u i v a le n t  circ u it   i g i ve n   by r e fs.   [15,  16].   The   re as on   f or  c h o o s i n S o l a ra®   P V   f or  m ode l i n g   i this   p a p er  i th e   su it ab il it of   t hi modu l e   t the  t r ad i t i o nal  app l ica t i o ns  o P V   s olar  s ys t e m.   T he  u se S o l ara ®   P V   modu le   h a s   3 pol yc rys t a l l i n s i l i c o n   c e l l i n   a   s eri e conn e c tin a n it  i p r o v id in n o m i n al   m a x i m u p o w e r   of  1 30 W.  S t a nda r d   c on d iti ons   t e s t   a r u s ed   f o r   d a t mea s u r emen t s   b a   sol a s i mul a to r,  w h i ch   i s:   I l l u m i na tio of   1 k W /m2  a t   A 1.5  s p e c tra l   di stri b u t i on  a n d te mpe r at ure   of  t he  m od ul e   of  2 5 C or  a spe c i f ied  o n  cur v e s.  S o l a M odule  T ester   ( S MT)  (m odu l e   t y p e :   G S M T ,   c l a ss-A A A c a ex trac t   t h mos t   P cha r ac t e ris tics  [1 7].  The  SM e x i s ts  i n   t h e   la bo r a tory   o Re new a b l e   E n e r gy  Resear ch   C e n ter - Uni v ersi ty  o A nbar   a s   s h o w i n   F ig ure   2,  a nd   i u s e d   f or  e va lu atio of  s ha di ng  e f f ect  on  the  perform ance  o S o lar a ® 1 3 0 pa ne l.  A ll  a n a l ys is  h a s   b e e n   done   by  a n   s c m #2 8 6   D A Q - 20 1 7   s o f tw are .   T he  P V   pane l   is  i a   hor izo n t al  p la n e   a t   st a n dard  h eig h t   a n d   m or tha n   one  t es on  t he  p a n e l   can  b d one  ( i. e.  w ith ou t   sha d i n g,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   El e c   &  Dr i  Sy st Vo l . 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019 :    1 014 –   1 02 1 016 25 sha d in g,   5 0 %   s ha d i n g ,   75 sha d in g,   1 0 0 s h a d i ng) .   F i na l l y,   on e   f u ll   c el l   i s   s h a ded   on   t h e   l o w est   ri ght  a nd  le f t   cell s   a nd  o n r o w   a l so  s ha ded  at  o n e   o t h e   m i d d l e   r o w of  t he   p a n e l .           F i gur 1.   S ol a r   cell  w i t h   s i n g l e - di ode  a n d   s e r ies  r e sista n c e           F i gur e   2.   T he  s ol a r   m od ule  t e ste r   a t   the  la o f   r ene w able  e n e r g y re sear ch center       Tab l pr ov i d es  a   d e t ai l e s p ec if ica t i o of  S olar 130 P V  m od ul e.  A  si m u l at io n   of sha d i ng  i d o n e  a t   t h e ren e wab l e en ergy  re s e a rc h   c e n t er l ab  a n d   t h e mo dul e   i sha d e d   by  usi n ta pe of  t he  c ar t on.       Ta ble   2.   S pe cif i ca ti on  of   s o l ar a ®   P V   p anel   P a ra m e te S o l a ra   ( Ge rm a n y )   Vma x  (Volt)  17.8   Ima x   ( Am p e r e 7. V o c   (V olt)  21. 7   I s ( A mp er e)   8 . 1 8   Pout  ( Wa tt)   130       4.   EX PERIMENT AL WORK  In   t h i sect i o n ,   i t   ca b e   s hown   th eff e c t   o f   t h sh a d in b y   u s i n g  a  S M T  o n   t h e   e l e c t r i c a l  o u t p u t   pow e r   o t h s o lar   p a ne l.   T he   s ha di n g   c om e s   f r o m   var i ou s   r e sour ces  s uc a s   c lo u d s,   t r e e s ,   hi gh  b u i l d in gs  i f r o n t   o f   pa ne ls ,   a nd  ot her   blo c ks  t ha pr e v e n t   t h s u n ' r a dia t i o to  b d i s t r i bu te eq ua ll o n   t he   s ur f a ce  of   pa ne ls.   I n   our   s im u l a t ion,   f our   c ases   o sha d i n ar cons i d er e d t h e s e   ar sha d i n g- 2 5 %,   s ha din g - 50% ,   sha d i n g- 75 %,  a nd  s h ad i ng- 1 0 0 %.   F i gur e   i l l us t r ate s   t he   I - V   a nd  P - V   char acte r isti cur v e s   f or   a   m o del   of  S o l ar a ® 13 0W  a no n- sha d i n g.   N ote   tha t   t he  m ax im um   p ow er   o f   thi s   m o d e l   i th e   sa me   po we o f   m o d e in   t he  n amepl a t e   f ro th e   sup p l i e c o mp a ny.   T he  o t h er   c alcu la ted  par a me ter s   s ho w n   b esi d t h f i gur i s   t he  s a m e   pa r a m e ter s   a the   m a nuf ac t u r i ng   c om pan y   g iv e n   i Ta ble  2.   W h ile  i is  d i f f i cu l t   t get  t h sam e   pow e r   o f   pa nel  d u e   to  t he   f l uc t u a tio i n   t he  s olar   r a d ia tion  at  t he  s i t e   o f   t he  u ni ver s i t y   ( due  t d u s t y   w e ather   or   o t h er   e ffe ct s) .   A l so,   t h e   pr act ica l   s imu l ati o o f   s ha d i ng   e f f ec ne e d t i m e   t s i mu la t e   a l l   f our   p e r ce nt a g es  o sha d i ngs  a th sam e   t i m e .  S o ,  t h e   S M T  i s   m o r e  r e l i a b l e   f o r   d o i n g  s u c h   t e s t s .  T h e   f i l l   f a c t o r   o f  a  P V   p a n e l   i n  t h e   t a b l e  b e s i d e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       An alys is o f   t h e hard a nd  s o ft s h a d i n g   im p a c t  on  p h o t o v o l t a i c m odu le  … ( M us ta fa H a m i Al- J um a i l i )   1 017 F i g u r e   3   i s   the   ra tio  o t h PV  c e lls  act ua po wer  ou tp u t   ( Vpm   x   I p m )   v er sus  i t d u mm out pu t   p o w e r   ( V oc   x   Is c). T h e  e v a l u at ing   o f  sol a r  c el ls p erf o rman ce  i s h i g h ly  d e p e n ding  on   fill facto r   r atio   Ty pica l l y,   t he   f i l l   fac t or   o com m e r cial  s o l a r   c e l l s   i 0. 7.   The  c r ysta lli ne  c e lls  f i l l   fa ct or  lie s   be t w ee 0. a n 0. 65   o n   gr ad B,   w h i le  i n   t h i n   f ilm  s ol ar   c ells   o amo r ph ou c e l l s   b etwe en   0 .4  a nd   0 .7 T h so lar  ce ll  serie s   r esis tance   c a n   b e   de te rmin e d   u si ng  the  r a ti of  f ill  fac t or The  fill  fac t or   i par a m e ter  o f   in tere st   g ive n  by  the   re lat i on  [1 2]:     F F = ( Vp m* Ip m)/(Vo c* I s c)  ( 1 )     Th ph oto vol ta i c   c on v e rsi o e ffi ci en c y ,   a n o t h e i m p o r t a nt   p ara m ete r measure s   t he   a m o u n t   o li gh t   e n erg y   t h at  c a n  b e   c onv e r t e d   i n t o  e l ect ri cal  en e rgy   a n d   is g iv en  b y [ 1 3]   η = Pm / P i n = F F* I s c * V o c/ Pi n   ( 2   Where  Pm   i th e   m a xim u pow er   o t h e   de vic e   a n d   Pin   i s   the  inc i de nt  p ow e r         F i gur e   3.   T he   f il fa c t or   o f   a   solar   pa nel       T h lo wer  fil l   f a c t o p r od u ces  l ess  po wer  a t   i t s   m a x i m u m   p o w er  po int   con t ra st e d   w it h   th e   hi gh er  f il f a c t o r  o f   t h e   p a n e l .  T o   s p e c i f y  t h e  s o l a r  c e l l   g r a d e ,  e v e r y  s i n g l e   solar   pa n e i s   t es t e for  it fill  fact or  d uri n g   the  ma n u fac t u r i n pr oce s of   c om m e r c ial  gr a d so lar   pa nel s .   I f   th e   f i l l   f a c t or   b e l ow   0 . 7 ,   the  pa ne ls  a r e   c o n s i d er ed as Gr ade- B   ce l l s, the n the y   a re slice d   a nd  m a y b e  us e d   f or   a   p e r sona or   a n y  o ther  use.   I n  F ig ur e 4   the  f i ll   f a c t or   i 72. 36 w h ic h   is  w it h i t h e   a c c e p t e r a nge.           F a ctor   A m p li t u de     I sc   8 .1 60  A  I p m   7 .2 73  A  V oc   21. 8 7 2   V   V p m   17. 7 5 6   V   P m   129. 1 40  FF  7 2 . 36   %       F i gur 4.   S i m ulat i on  r e sul t a t   no  sha d i n f o r   S o lar a ®  130 P V   pa nel       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   El e c   &  Dr i  Sy st Vo l . 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019 :    1 014 –   1 02 1 018 F i gur e   s how t h I - V   a nd  P - V   char acte r istic  c ur ves  a t   2 5 %   s o f t   sha d i n g .   F rom   th is  f ig ure ,   i t s   c lea r   tha t   t he   m ax i m um  pow er   ( P m ) ,   t he  v o lta ge   a t   pea k   p o w e r   ( V p m)   a n fil l   f act or  ( F F ar decr ease d   a the   m odu le  s u b j e c t ed  t s h ad i n g   eff e c t .   The  o u t p u t   p ow e r   i r e duce d   b a b o u t   4 1%  i r e fe r e nc to  t h e   n o n - sha d i n g case .  U nder   har d  s ha di n g   e f f e c w i t h   t he sam e sha d i ng p e r c e n t a ge  ( 2 5 sh ading )   t h e   o utpu t   po wer  i s   r e duce d   by  a b ou t   5 7 %   as  s h o w n   i F i gur 6.   T he  o pen  c i r c ui t   v o l ta ge   ( Voc)   s ti l l   a p p rox i ma te l y   a th e   sam e   va lue s   w h ile  t h e   s hor c i r c u i t   cur r ent  ( I sc)  and  pe ak  p ow er   c ur r e nt  ( I p m)   a r e   w i d e l y   r e duc ed.   F i gur e s   7   t 1 1   r e pr esent  the  per f o r m a n ce   o m o d u l e   w hen   t h e   sh a d in i n cr e a sed  t o   h ig h   val u es,   i. e .   50 %,   75%,   an 1 00%.  It  i clea from   the   e x t r acte d   r esul t h e f f e c of   s had i ng  on   t he  p er f o r m a n ce  of   m odu les.   A l s o,   t he  h a r sha d i ng  ha mor e   e ffe c t   o t h p a nel’ p e rfor ma nce.   A t h e   sh adi n i n cre a se s,   t he  pow e r   o t h e   modu le  d e c r e ases.   I n   F i gur 11,   t he   o u t pu of  m o d u le  a p p r oac h e d   t ze r o   w h i ch  i the  nor m a l   c a se  due  t non- ex isti ng  o f   s olar   r adia tio d u e   to  f ull  sha d ing  e f f e c t F i gur e s   7   t 1 1   r e pr esent  the  per f o r m a n ce   o m o d u l e   w hen   t h e   sh a d in i n cr e a sed  t o   h ig h   val u es,   i. e .   50 %,   75%,   an 1 00%.  It  i clea from   the   e x t r acte d   r esul t h e f f e c of   s had i ng  on   t he  p er f o r m a n ce  of   m odu les.   A l s o,   t he  h a r sha d i ng  ha mor e   e ffe c t   o t h p a nel’ p e rfor ma nce.   A t h e   sh adi n i n cre a se s,   t he  pow e r   o t h e   modu le  d e c r e ases.   I n   F i gur 11,   t he   o u t pu of  m o d u le  a p p r oac h e d   t ze r o   w h i ch  i the  nor m a l   c a se  due  t non- ex isti ng  o f   s olar   r adia tio d u e   to  f ull  sha d i n g  e f f e c t         F a ctor   A mpli t u de     I sc   5 .4 91  A  I p m   3 .7 99  A  V oc   21. 54 V   V p m   20. 07 V   P m   75. 8 5 8   W   F F   64. 12  %      F i gur e   5.   S o f t   s ha di n g   on  2 5 %   o t h e   pa n e ar ea      F a ctor A m pli t u d e   I sc  7 . 7 6 0   A   I p m  6 . 9 7 2   A   V oc   21. 1 2 5   V   V p m  7 . 9 8 2   V   P m   55. 6 19  FF  3 4 . 17  %     F i gur 6.   H a r sha d in on  2 5 %   o the  pa ne ar e a       F a ctor   A mpli t u de     I sc   7 .2 50  A  I p m   6 .6 28  A  V oc   19. 45 V   V p m   7 .9 53  V  P m   52. 7 0 0   W   F F   37. 37  %      F i gur 8.   H a r sha d in on  5 0 %   o the  pa ne ar e a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       An alys is o f   t h e hard a nd  s o ft s h a d i n g   im p a c t  on  p h o t o v o l t a i c m odu le  … ( M us ta fa H a m i Al- J um a i l i )   1 019 F i gur e   1 2   i l l us tr ates  t he   e f f e c t   o f   sha d in o n   one   c e ll  i n si de  t h pa nel  w h ic l i es  a t h e   lowe st   l e f t.  Eve n   one   c e l is  s h a de d;   t he   o u t pu p o w er   i r e d u c e d   b a bou 5 7%  o the   to tal   powe r   ( i . e.   1 - 5 5 . 81 4 / 12 9 . 140= 56 .78 % ) .   A s   t h e l o cat i o n   of  a   s h a d e d   cell   v a r i es ,   t h e n   t he  r educ ti o n  o f   p o w e r   w i l l   r e m a i has  the  sa me   p r e v i ous  e ff ec i n   F ig ur e   12,   a nd  t h e   eff e c t   i s how in  F igur 13  w h ic r e pr ese n t s   t he  s ha di ng  on  one   c el l   lie a t   t h e   m id d l of   t he   p a n e l .   F i g u r e   1 show the   e ffe c t   o f   sh adi n i n   c ase  o f   o n e   r o w   i ful l sha d e d .   F r om  t h i fi g u r e ,   the   out pu p o w e r   is  a lso  a ppr oa che d   t zer o.   F inal l y ,   F i gur e   15  s u m m a r izes  t he   r e sults  o t h s h ad i ng  ef fec t   a di ff er e n t   per c enta ge w i th  s of a n d   har d   s h a di n g .       Fa ct or   A m p litude    I sc   1 . 595  I pm   1 . 478  V oc   20. 366  V   V pm   19. 072  V   P m   28. 181  F F   86.78  %      F i gur e   9.   S o f t   s ha di n g   on  7 5 %   o t h e   pa n e ar ea         Fa ct or   A m p litude    I sc   0 . 421  A   I pm   0 . 399  A   V oc   18. 048  V   V pm   9 . 675  V   P m   3 . 875  W   F F   50. 71    F i gur e   1 0 .   H a r d   s ha di n g   on  75%   o t h pa ne a r ea       Fa ctors    A m p litude    I sc   0 . 021  I pm   0 . 018  V oc   15. 247  V   V pm   14. 852  V   P m   0 . 263  FF   80. 35  %      F i gur 1 1 .   S ha di n g   on  1 0 0 of   t he  p a n el  a r e a     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   El e c   &  Dr i  Sy st Vo l . 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019 :    1 014 –   1 02 1 020 Fa ctors    A m p litude    I sc   7 . 793  I pm   7 . 228  V oc   21. 705  V   V pm   7 . 725  P m   55. 814  FF   33. 00  %      F i gur 1 2 .   S h a d i n on  t h e   l o w e st  l ef t   ce ll  of   t he  p a n e l       Fa ct or   A m p litude    I sc   8 . 212  A   I pm   7 . 365  A   V oc   21. 769  V   V pm   7 . 721  V   P m   56. 836  F F   31. 79     F i gur 1 3 .   S h a d i n of   o ne  cel loc a t e d   a t h m i dd le  o f   pane l .       Fa ctors    A m p litude    I sc   0 . 216  I pm   0 . 156  V oc   21. 349  V   V pm   22. 086  V   P m   3 . 451  FF   74. 89  %      F i gur 1 4 .   S h a d of  t he   e n tir e   m i ddle  r o w   of   t he  p ane l           F i gur 1 5 .   S u mm a r of  r esul ts  f or   b ot har d   a nd  sof t   s ha d i ng  a t   d i f f e re nt  sh a d i ng  p erc e nt a g es   f r o m  0 % to  100 %.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Analy s is o f   the  har d a nd s o f t  s h a d i ng  im p a c t  on p h o t o v o l t a ic  m odu le    (Mus ta f a  H a m i d Al-J um a i l i 1 021 5.   CONCLUSION  I n   t h i s t ud y,  t he   e ffe c t   o the   hard   a n d   so ft  s ha di n g   on  P V   m o dul e   p e rf o r man c e   wa i nve st i g a t e d   b us i n t h e   s o lar m o d u le  tes ter.  The  re s ul ts s ho w   t h a t  t he s ha din g ca n p l a y  a n impor ta n t  ro l e   i n   t h e  pe rform anc e   of  P V   sys t em s.  T he  s ola r   m odu le  t e s te w a use d   t s i m u late  t he   s tan d a r su r a dia t i on  (10 0 0 W/m 2 ) .   T he   ou tpu t   p ow er   o m o d u l w a r e duce d   b 41%   w hen   the   sh a d in w a 2 5 %   of   t h e   p an e l   a re an t h po wer  o f   modu le  w a s   z e r a t   c omple t e   ha rd  s had i ng  c a se.   Whe n   o ne   c ell   w a sh ade d t h e   po wer  red u c ed   b 57%.  S o ,   it  i s   i mporta n t   t o   ch o o se  t he  s ui ta ble   s i t e   f or  i nst a l lin t h sol a sy st e m   t g e t   t h ma x i m u po wer  f r om  t h e   modu les.       ACKNOW LEDG M E N Th is  r ese a rc h is sup port e an d r e vise d by  th e   S c ientif i c  C o m m i t t e in  t he   R e n ew ab le En e rgy  Re sear ch Ce n t e r   at  t he  U nive r s i t y of A n b ar     REFE RENCES    [1]   Y.  J ian g J.  A .   A.  Q ah ou an M .   O rab i "M atl a bs o l ara  P V /Ps p ice   H yb ri Sim u l a tio M o deli ng   o f   S o l a PV  Cell/Modu l e,"  i n   T w ent y -Si x th Ann ual  Con f eren ceApp li ed Po wer El ectr onics Co nfe r ence  an d E x p o s i t i o n   ( A PEC) 6-1 1   m arch -2 01 1,   201 1.    [2]   S.  S amal  a nd  P .   K.  H ota,   Pow e Quality  I mpr o vement  by  Sol a Ph oto - vo lt aic   Win d   E nergy   Int e grat ed  S ystem  U s i n g   Un i f ie d   P o w e r   Qu a l i t C o nd it io ne r ,  Int e rn ati o n a l  Jo u r n a o f   Po wer Electr onics  and D r ive  Syst em  (I J P E D S ) , Vo l .   8 , No .   3 , S eptember 2 01 7 ,  p p.  14 1 6 1 4 2 6 .   [3]   H.  T sa i,  " Insola t i o n -o rie n te mo d e o f   p ho to vo l t a i c   mo du le   u s i n g   M a tlab/Si m u link , "   Sol ar  Energy ,   v o l .   84,   no.   7 ,   pp .   1 318 -13 2 6 , 2 010 .     [4]   S y af arud di n ,   E Karatep e   a n d   T .   H iy ama,   " Po lar  coo r d i n a te  f u zzy   c ont rol l er  b ased   r eal-t im m a x i m u m - p o w e po in con t ro l of ph o t o vo lt a i c s y stem,"  Re n e w a bl e  En e r g y , vo l . 3 4 , no .   1 2, p p.  25 9 7 - 2 6 0 6 , 20 0 9 .     [5]   E.  V P a rask eva d ak an S .   A P a path anas si ou,  " E v al uati on   o f   M P Volt a g and  Power  of   m c- Si   P Modul e in   Parti a l Sha d ing C o nditions , "   I E EE T r an sa c tio on  En e r gy  Co nv e r sio n v o l .   2 6,  no.   3 20 11.    [6]   Kas h ifIs haq u e,   Z .   S a l a and  S y af arud di n,   " com p reh e ns ive  M a t l a Si mu lin k   PV  s ys te s i mu la to r   wi th   p a r tia l   sh adi ng  capabi l ity   bas e o n  t wo -di ode  m o d e l , "   So l a r E n e r g y v o l.   8 5,  p 2 2 1 7–2 2 2 7,   2 0 11.    [7]   Kas h i f I s haq u e,  Z .   S a l a m ,  H.   T a h e r i  an d  S y a f a r udd i n ,   "M od el i n g   a nd  si mulat i o n   o f   ph ot ov o ltaic  ( PV ) sy st em  du r in part ial  shading   base on  a   t w o - d i o d e  m o d e l , "   Simu lat i o n  Mod e l l i ng  Prac t i c e  a n d   Th e o ry ,   v o l.   19,    p.   1 6 13– 62 6,  2011.    [8]   H.  P atel   a n d   V Ag arwal ,   " M a tl ab-b a s ed  m od eli ng  to   s tu dy   t he  e f f ects   o f   p art i al   s ha d i ng   on  P V   a rray   characteri stics,"   IEEE  T r a n s a c t ion  o n  E n er gy  Convers i o n ,   vo l. 23 , n o .  1 , p p.  3 02 -3 1 0 , 20 0 8 .     [9]   Mohammed  Q a s i m   T aha,  M u s t a f a   H .   A l -Ju m aili,  A bdul l a Khali d   A h m ed,  " M od eli n g   th diel ectri med i ums  impac t   o co axial  transmis si on   l ine  perf orman ce" ,   Jou r n a l  o f   E ngin e er in and A p p l i e d  S c ien ces ,   Volu me  1 3   I s su e 20 , 20 1 8 .   [10]   Yo un es  S Alwan ,   M oh am mad   Sam i   Z i d an M oham m ed   Q as im   T ah a,  " Eva l u at io o f   M o b ile  M icro wav e   E lect ric  F i el S e veri ty  a t   A l -D oo Resid e n t i a Co m p le x   i n   Iraq",   Ind o n e si an Jo urn a l of   Elect rica E ngi neer ing and  Com put er S c ien ce  ( I JEECS) ,   V o l   14,   N 3: J un e 20 19 .     [11]   G.   W a l k e r,  " Ev alu a tin MP PT   C on verter  T op ol o g ies  Us ing  M a tlab  P V   M o d e l," U n i v ers i ty o f   Qu een sl and,  20 1 6 .   [12]   E.  H S a bbar,   M H .   S aleh,   S.   M .   S a l i an S .   H S a lih,  " D epo s i tion   of   S eT e/S i   T h i F ilm  v ia  T hermal   Ev apo r at io n , American Journa l of Co n d en sed Ma tter Ph ysi c s vo l .   3 n o 5,  p p.   119-12 2,   2 0 13.    [13]   E h s a n   H .   S a b b a r ,  M u s t a f a .   H .   S a l e h  a n d  S a l i h  M .   S a l i h ,   " A   F a b r i cated  S o l ar  C ell  f r om  Z n O /a-S i/ P o l y m e rs,"  In te rn at io na l J o urna l o f  Adv a n c e d  S c ie n c e  an d Te c h no log y ,   vo l.   44,   p p .   8 9-98 J u l y 2 0 1 2   [14]   M o h a mm ed   Q as im  T ah a,  A ym e n   L piza,  " D e si g n   a   N ew  P W M   S w i tch i n g   T ech nique  in  M u ltilevel  Conver t e rs",  IEEE Connecti c ut  Conference on  Indust r i a l   Electronics  Technol o gy  &  A u t o mat i o n   2016 Universit y   o f   B r i d gepor t CT,  Un i t ed  S ta t e of  Am e ri ca,   O ct ob er  1 4 ,   2 0 16 –   Octo ber  1 5 ,   20 16 .   [15]   M .   V il lal v a,  J G azo li  and   E.   F il h o "M od eli n g   an d   ci rcui b a se d   sim u l a ti on   o f   ph o t ovo lt a i array s , "   i Pr oceedi n g s   of  Po wer Elect r o n i cs   Confer ence , Bon ito , Brazil, 2 00 9.   [16]   Ab delk ader  M e z ou ari,  R E l g o u r i,  M A l areqi ,   K .   Mat e ur,  H .   D ah o u 4 ,   L .   H lou,   New   P h ot ov oltaic  B l o c k M u t u ali zati o n   Sy st em  f o r   M i c ro-Gri ds   U s i ng   a n   A r du in Board  an d   L ab view ”  Inte rn at ion a l  J o urna o f  Powe El ectro n i cs  a n d   Dr ive S y s t em  ( I JPEDS) V o l .   9 ,   No .   1 ,   M a rch  2 0 1 8 ,   p p.   9 8 - 104  [17]   C .  S .   C h i n ,   P .  N e e l a k a n t a n ,   S .   S .  Y a n g ,  B .   C h u a  a n d   K .   T .  K .   T e o,  " Eff ect  o f   P a rtially  S ha ded  Condi tion s   on  P h o t ov o l ta i c   A rray ’s  M ax im um  P o w er  P oint T rackin g, "   IJ SS ST v o l. 1 2,  n o.  3,   pp 5 2 - 59 ,   2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.