T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   1 9 ,   No .   6 Dec em b er   202 1 ,   p p .   2 0 0 9 ~ 2 0 1 9   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Ke m e n r is te k d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI KA . v 1 9 i 6 . 2 1 6 6 6     2009       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Web - ba sed so f tw a re applica tion de sig n f o r so la r P V   sy ste m   siz ing       L a m be  M uta lub   Adesi na ,   O l a lek a n O g un biy i,  M us t a ph a   M ub a ra k   De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   K w a ra   S tate   Un iv e rsity ,   Ilo rin ,   Nig e ria       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 1 ,   2 0 2 1   R ev i s ed   Oct  1 2 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   Oct  2 0 ,   2 0 2 1       T h e   so lar  p h o t o v o lt a ic  ( P V e n e rg y   so u rc e   s y ste m g e n e ra ll y   r e l y   o n   th e   a v a il a b il it y   o f   su n li g h t,   it d u ra ti o n ,   a n d   th e   c a p a c it y   o f   sto ra g e   d e v ice s   if  it   is  n o a   g rid - t ie  sy st e m .   T h e   c o m p o n e n ts  o f   th e   P V   so u rc e c o m e   i n   d if f e re n t   siz e a n d   c a p a c it ies ,   d e p e n d in g   o n   th e   v a rio u a p p li c a ti o n a n d   a v a il a b le  p ro d u c ts  i n   t h e   m a rk e t.   T h e re fo re ,   siz in g   o f   P V   c o m p o n e n ts   b e c o m e s   im p o rtan to   th e   f u n c ti o n a li ty   a n d   re li a b il it y   o f   so lar  P V   s o u rc e s.   T h is  w o r k   is  a i m e d   a th e   d e v e lo p m e n o f   a   w e b - b a se d   so f t w a re   a p p li c a ti o n   d e sig n e d   f o siz in g   th e   c a p a c it y   o f   so lar  P V   so u rc e   c o m p o n e n ts  th a m e e re q u ired   e n e rg y   d e m a n d .   A   d e s c rip ti o n   o f   p h o t o v o lt a ic  sy st e m   c o m p o n e n ts,  a v a il a b le   ty p e s,   a n d   siz in g   tec h n iq u e a re   d isc u ss e d .   P a ra m e ter  e v a lu a ti o n   a lg o rit h m s   w it h   f lo w c h a rts  we re   d e v e lo p e d   f o P V   c o m p o n e n ts .   Co n se q u e n tl y ,   w e b - b a se d   so f tw a r e   w a d e v e lo p e d   a n d   sim u late d   f o a   d if f e re n c a se   stu d y .   T h e   re su lt d e sc rib e d   th e   e stim a ted   lo a d ,   a v e ra g e   d a il y   lo a d ,   ra ti n g o f   P V   sy ste m   c o m p o n e n ts  su c h   a i n v e rter,  b a tt e r y ,   so lar  p a n e l,   a n d   c h a rg e   c o n tr o ll e r.   T h e   c o st  e sti m a tes   o e a c h   c o m p o n e n t ,   th e   to tal  e sti m a ted   c o st  o f   th e   p r o jec t,   a n d   th e   sp e c if ic a ti o n   o f   c o m p o n e n ts ’  p u rc h a sin g   sto re   a re   si m il a rl y   p re se n ted .   T h u s ,   th e   d e v e lo p e d   a p p li c a ti o n   c a n   b e   a p p li e d   to   siz e   d if f e r e n ra n g e o m icro g rid   s y st e m m e a n f o se v e ra a p p li c a ti o n s.   K ey w o r d s :   P h o to v o ltaic  s y s te m     Sizin g   tec h n iq u es   So lar   alg o r ith m s     So lar   ir r ad ian ce     W eb - b ased   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L a m b M u tal u b   A d esi n a   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g Fac u lt y   o f   E n g i n ee r in g   a n d   T ec h n o lo g y   K w ar Sta te  Un i v er s i t y   P .   M.   B   3 2 4 0 ,   Ma lete,   I lo r in ,   Nig er ia   E m ail:  co r r esp - a u t h o r @ m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   E n er g y   i s   o n o f   t h f u n d a m e n tal  h u m an   n ee d s   i n   l if e   alo n g   w i th   f o o d ,   s h elter ,   a n d   w ate r .   E v en   t h e   eq u ip m e n n ee d s   o n f o r m   o f   en er g y   o r   th o th er   to   f u n ctio n .   W ith   f o s s il  f u el  r eser v e s   d ep letin g ,   it  b ec o m es   n ec es s ar y   to   id e n ti f y   th m o s ec o n o m ica a m o n g   r en e w ab le  e n er g y   r eso u r ce s   w h i ch   ar ca p ab le  o f   m i n i m izi n g   t h d ep en d en c y   o n   f o s s il  f u el s .   So lar   en er g y   is   id en ti f ied   to   f i in to   t h is   class   as  r e n e w ab le   en er g y .   S u n   i n f l u en ce s   th ea r th s   cli m ate  a n d   w ea t h er   th r o u g h   l ig h a n d   r ad ian f r o m   it  [ 1 ] [ 2 ] .   So la r   en er g y   is   u s ed   a s   s o lar   t h er m al   as   w e ll  as   f o r   p h o to v o ltaic   en er g y   c o n v er s io n   a n d   ca u s e s   n o   en v ir o n m e n tal   d ef a u lts .   So lar   en er g y   i s   r eliab le  w it h o u th p r esen ce   o f   ca r b o n   d io x id w h ic h   co m p lies   w it h   g lo b al  p o licy   o n   at m o s p h er ic   p o llu tio n .   I h as  r ap id ly   d e v elo p ed   as  p o w er   g e n er atio n   tec h n iq u e   an d   co m p e tes  w it h   f o s s i l   f u e ls .   I n   t h p ast,  d ev e lo p in g   co u n tr ies   g e n er all y   r el y   o n   f o s s il  f u els.   B ec au s th p r o ce s s   d o es  n o in v o lv e   an y   c h e m ical  d ec o m p o s itio n   a n d   th er e f o r n o   ch e m ical  e m is s io n s   s u r f ac ed ,   s o lar   en er g y   c o n v er s io n   is   ter m ed   m o r e n v ir o n m e n tall y   f r ie n d ly   e n er g y   s o u r ce .   T h co n ti n o u s   o v er - d ep en d en ce   o f   th e s e   f o s s il  f u els   ca ll  f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  1 9 ,   No .   6 Decem b er   2021 :    2 0 0 9   -   201 9   2010   s o lar   p o w er   tec h n o lo g ies  to   e v o lv a n d   th u s   cr ea te  alter n ati v en er g y   s o u r ce s .   T h ev o l u t io n   o f   s o lar   en er g y   in cr ea s co m p etit io n   t h er eb y   r ed u cin g   g e n er atio n   co s t [ 3 ] ,   [ 4 ].   An   e n v ir o n m en ta i m p ac o f   s o lar   en er g y   i s   i n   i ts   a s s o ciatio n   i n   p r o d u ci n g   m a ter ials   s u ch   as  s i lico n ,   g er m a n i u m ,   an d   p h o s p h o r u s   w h ic h   m ad u p   t h p h o to v o lt aic  ce lls .   T h ese  m ater ial s   ar p u r if ied   w it h   e n er g y   u s i n g   ch e m ical  co m p o u n d s   li k c y a n id an d   s u l f u r ic  ac id s   [ 5 ] [ 6 ] .   T h p o llu tio n   r esu lt in g   f r o m   s o lar   ce ll  p r o d u ctio n   is   m a n ag ed   at  p r o d u ctio n   f ac il it y .   B u t,  t h p o llu tio n   i n   p r o d u ctio n   s ite s   co n s i d er ed   v er y   lar g i s   h az ar d o u s   an d   as  s u c h   m a y   n o t b allo w ed   in to   th e n v ir o n m en t [ 7 ] [ 8 ] .       Met h o d s   a v ailab le  i n   d eter m i n in g   t h ap p r o p r iate  lo ca tio n   f o r   th co n v er s io n   o f   s o lar   p o w er   to   u tili t y   en er g y   ar p ea k   d ail y   p o w er   o n   h o r izo n tal  s u r f ac ( W /m 2 ) ,   p ea k   d ail y   en er g y   r ec eiv ed   b y   h o r izo n tal  s u r f ac ( J / m 2 ) ,   an n u al  a v er ag e   i n cid en t   p o w er   o n   a   h o r izo n tal   s u r f ac ( W / m 2 )   an d   a n n u al   e n er g y   r ec eiv ed   b y   h o r izo n tal  s u r f ac ( J /m 2 )   [ 5 ] [ 8 ] .   T h er ef o r e,   an   in s talla tio n   th a co n v er t s   th in cid en s o lar   p o w er   to   t h er m al   e n er g y   p o s s ess e s   t h ad v an tag e   o f   o p er atin g   t h r o u g h o u t h y ea r   w i th   h i g h   p r o d u ctio n   ou tp u ts .   T h is   i m p lie s   th at  co n s id er atio n   o f   j u s f e w   b r ig h d ay s   o f   th y ea r   is   n o v a lu ed .   C o n s eq u e n tl y ,   th e   av er ag p o w er   o u tp u t s   p er   an n u m   co u ld   b t h p ar a m eter   u s ed   in   d eter m i n i n g   t h p o ten ti al  o f   s o lar   en er g y   i n   th at  p ar tic u lar   en v ir o n m e n t.  T h er ef o r e ,   tech n o lo g ica d ev elo p m e n t   h a s   h ar n es s ed   s o lar   e n e r g y   ca te g o r ies  th at   in cl u d s o lar   th er m a l a n d   s o la r   p h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m s   [ 5 ] [ 6 ] .       No w ad a y s ,   r en e w ab le s   en er g y   h as  b ec o m e   an   o p tio n   i n   t h e   p o w er   s ec to r   i n   m o s p ar ts   o f   th w o r ld .   I n   2 0 1 8 ,   m o r t h a n   n in e t y   co u n tr ie s   h ad   t h eir   r en e w ab le   p o w er   ca p ac it y   i n s tal led   g r ea t er   th a n   1   GW   a n d   ab o u th ir t y   co u n tr ie s   h ad   th ei r   o w n   g r ea ter   t h a n   1 0   GW .   T h is   i m p lies   th at   r en e w ab les   n o w   ac co u n f o r   ab o u t   o n e - t h ir d   o f   g lo b al  p o w er   ca p ac it y .   R e s ea r ch   h as   th er e f o r s h o w n   t h at  tec h n o lo g ie s   o f   r e n e w ab le  e n er g y   h av e   b ee n   p r o v en   r eliab le  a n d   ad d itio n all y   p r o v id ed   th lo w est - c o s o f   p o w er   g e n er atio n   o p tio n s .   T h d a y to d a y   i m p r o v e m en t   i n   ad v a n ce d   tec h n o lo g y   f o r   r e n e w ab le  e n er g y   r eso u r ce s   s u ch   as   P s y s te m s ,   n ec e s s i tates   c o s t - ef f ec tiv e n e s s   i n   th i m p le m en t atio n   o f   P s y s te m s   [ 5 ] [ 8 ] .   Nig er ia  i s   r ic h   i n   s o lar   e n er g y   a n d   p o s s es s es  a n n u al   av er a g d ail y   s u n s h i n o f   6 . 5   h o u r s .   Fo u r   a n d   Nin e   h o u r s   o f   s u n s h in e   ar r e p o r ted ly   d o cu m e n ted   f o r   co astal  an d   n o r th er n   ar ea s   o f   th e   c o u n tr y   r esp ec ti v el y .   I n   t h s a m e   d ev elo p m en t,   3 . 5   an d   7   k W h / m 2   s o lar   r ad iatio n   p er   d a y   ar f o u n d   i n   th e   So u t h er n   an d   No r th er n   p ar ts   o f   Nig er ia.   W ith   t h r ig h tech n o lo g y   u s ed   f o r   d eter m i n in g   s o lar   r ad iatio n ,   n ea r l y   e v er y   lo ca tio n   is   g o o d   f o r   s o lar   en er g y   g e n er a tio n   [ 3 ] .   I n   r ec en ti m e s ,   r u r al  elec tr if ic atio n   h as  ta k en   t h tu r n   o f   i n s t allin g   th o f f - g r id   s y s te m   u s in g   P an d   b atter ies.  Sizin g   th e s s y s te m s   is   b it  d if f ic u lt  b ec au s it  in v o l v es  m atc h in g   u n p r ed icta b le  en er g y   s o u r ce s   w it h   u n d eter m i n ab le  d e m a n d s   in   a tte m p ti n g   to   p r o v id at  b est  r eliab ilit y   an d   co s t s   [ 4 ] .   T h o u tp u o f   s u ch   a n   ar r an g e m en t   is   also   u n p r ed ictab le  an d   n o n - li n ea r .   W h e n   a v ailab le  en er g y   is   s h o r t,  o v er c o m in g   lo ad   d e m an d   r eq u ir es  t h u s a g o f   en er g y   s to r ag li k t h b atter y ,   t h u ltra - ca p ac ito r ,   an d   p u m p ed   h y d r o   s to r ag ( P HS) .   T h u s ,   th co m b i n ed   ef f o r ts   o f   th r e n e w ab le  en er g y   s o u r c an d   en er g y   s to r ag f ac ili t y   n eg ate  t h s o u r ce   f l u ctu a tio n s .   T h av ailab le  m eth o d s   o f   s izi n g   co m p o n e n t s   f o r   P s y s te m s   in c lu d es;  m a n u al,   p r o b ab ilis tic,   iter ativ e,   g r ap h ic   co n s tr u ctio n ,   a n al y tical/ n u m er ical,   ar t if i cial,   h y b r id   an d   s o f t w ar e C o n s eq u en tl y ,   th is   r esear ch   w o r k   i s   ai m ed   at  o p ti m izi n g   t h u tili za tio n   o f   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce   a n d   en er g y   s to r ag b y   W eb - b ased   s o f t w ar ap p licati o n   d esi g n   f o r   s o lar   p h o to v o lt a ic  ( P V)   s y s te m   s izi n g .   T h s iz in g   o f   P s y s te m s   h elp s   i n   r ed u cin g   i n v e s t m en co s ts   f o r   in s talli n g   s ta n d - alo n p h o to v o ltaic  s y s te m s   ( S A P S )   w it h o u c h an g i n g   th r eliab ilit y   o f   t h s y s te m s   [ 9 ] .     R ec en t l y ,   p u b licatio n   m ad b y   t h Min is tr y   o f   Ne w   a n d   R en e w ab le   E n er g y   ( MN R E )   an d   T h E n er g y   a n d   R e s o u r ce s   I n s tit u t ( T E R I )   p r esen ted   s ev en   P s i m u lat io n   s o f t w ar th at  ar e   m o s tl y   u s ed   to   ca r r y   o u d esi g n   f o r   s o lar   P s y s te m s   w o r ld w id e.   T h ese  p r o g r a m s   ar a s   f o llo w s Ho m er   P r o ,   P F - C h ar t,   P VP lan n er ,   P Vsy s t,  R E T s cr ee n ,   s y s te m   ad v i s o r   m o d el  ( SAM)   an d   s o lar   P r o .   E x p er ien ce   h as s h o w n   th at  t h es e   p r o g r am s   ar all  g o o d   in   d esig n   an d   s i m u latio n   o f   s o lar   P p o w er   s y s te m s .           2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h s o lar   P s y s te m   i s   d esi g n ed   to   s u p p l y   s o lar   en er g y   u s in g   th P p r o ce s s .   I i s   an   ar r an g e m e n o f   co m p o n en t s   s u ch   as  p an el   th at  ab s o r b s   an d   co n v er ts   s u n lig h in to   elec tr icit y ,   an   i n v er t er   th at  co n v er ts   t h e   o u tp u f r o m   d ir ec cu r r en ( DC )   to   alter n atin g   cu r r e n ts   ( AC ) ,   b atter y   b an k   th a s to r es   en er g y ,   m o u n ti n g   s tr u ct u r es,  ca b lin g ,   an d   o th er   ac ce s s o r ies  u s ea b le  in   s etti n g - u p   w o r k i n g   s y s te m .   C ateg o r ies  o f   P s y s te m s   in cl u d p o r tab le /s m all   t y p e,   T o p - r o o f   m o u n ted   t y p a n d   b u ild in g - in teg r ated   t y p e.   Ho w e v er ,   t h ca p ac it y   r an g e s   f r o m   lo w er   k i lo w a tts   r atin g s   to   lar g e   p o w er   s tatio n s   o f   m e g a w at t s   r ati n g s   [ 1 0 ] .   T h co m p o n en t s   t h a t   m ak u p   p h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m   ar lo ad ,   in v er ter ,   b atter ies,  s o lar   p an els,  ch ar g co n tr o ller ,   P ca b les,  an d   m o u n ti n g   s tr u c tu r e.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         W eb - b a s ed   s o ftw a r a p p lica tio n   d esig n   f o r   s o la r   P V   s ystem  s iz in g   ( La mb Mu ta lu b   A d esin a )   2011   2 . 1 .     P ho t o v o lt a ic  co m po ne n t s     L o ad   esti m a tio n AC   lo ad s   ar m o s t l y   u s ed   in   h o u s e h o ld s   w it h   f e w   DC   lo ad s   lik en er g y - s av i n g   lig h t   b u lb s .   I n   s izi n g   t h P s y s te m ,   lo ad   co n s titu te s   th m o s i m p o r tan f ac to r   to   co n s id er   i n   o r d er   n o to   u n d er s ize  o r   o v er s ize  th s y s te m .   T h alter n ati n g   c u r r en t   lo ad   is   d iv id ed   b y   f ac to r   ca lled   in v er ter   ef f icien c y   ( K) ,   th i s   is   n ec ess i tated   as  r esu lt  o f   c u r r en c h an g e s   f r o m   DC   to   AC I n   s i m ilar   s t u d ies,  a n   in v er ter   e f f icien c y   of   0 . 8 5   is   o f te n   ass u m ed   [ 4 ] T o   g et   th av er a g d ail y   lo ad   co n s u m p tio n   o f   a   h o u s e h o ld ,   in   ( 1 )   to   ( 3 )   a r u s ed   [ 4 ] [ 6 ] .      ( 1 ) =  × × ×   ×   7 = 1               ( 1 )      ( 2 ) =  × × × 7 = 1               ( 2 )      ( 3 ) =  +                  ( 3 )     W h er e T total   ( A 3 )   is   t h a v er a g en er g y   d e m a n d   p er   d ay L i …n   is   t h e   i n d iv id u al  lo ad   W att ag e is   th e   n u m b er   o f   in d i v id u al   lo ad s is   th e   n u m b er   o f   u s ag h o u r s   p er   d ay is   t h e   n u m b er   o f   u s a g d ay s   p er   w ee k T ac   is   th e   a v er a g d ail y   en er g y   d e m a n d   f o r   AC   lo ad s T dc   is   th e   a v e r ag d ail y   en er g y   d e m a n d   f o r   DC   lo ad s   an d   is   th e   i n v er ter   e f f icie n c y .   T ac   is   d iv id ed   b y   i n v er ter   ef f icien c y   ( K)   a n d   ter m ed   p o w e r   ad j u s t m e n f ac to r   s i n ce   Ac   lo ad s   ar co n n ec ted   t h r o u g h   t h i n v er ter   w h er co n v er s io n   o f   DC   to   AC   ta k es  p lace .   T h is   p o w er   ad j u s t m e n f ac to r   ( K)   v ar ies  i n   d if f er e n i n v er ter s   b u in   t h is   w o r k ,   it  i s   ass u m ed   to   b 0 . 8 5 .   I n   th s a m w a y ,   t h e   in v er ter   ef f icie n c y   o f   1 . 0   w ill  co n s eq u e n tl y   b u s ed   f o r   T dc   co n v er s io n   to   D C   s in ce   DC   lo ad s   ar co n n e cted   d ir ec tl y   to   t h e   b atter y .   Ho w e v er ,   T dc   r em ain s   th s a m v al u ev e n   a f ter   d iv id ed   b y   p o w er   ad j u s t m en f ac to r   o f   1 .   T ac   an d   T dc   ar e   f in all y   d iv id ed   b y   7   to   g et  th a v er ag u s a g o f   ea c h   l o ad   in   w ee k .     I n v er ter :   P in v er ter s   h av s o m s p ec ial  f u n ctio n s   i n   a d ap tatio n   w it h   P ar r a y s   an d   th e y   i n clu d e   m ax i m u m   p o w er   p o in tr ac k i n g   a n d   an ti - i s la n d in g   p r o tectio n .   T h th r ee   class es  o f   s o la r   in v er ter s   ar e:   I n v er ter s   u s ed   in   a n   is o lated   en v ir o n m e n ar ca lled   Stan d - a lo n i n v er ter s Gr id - t ie  in v er t er s   ar in v er ter s   th at  w o r k   in   s y n ch r o n is m   w it h   th u tili t y   p o w er   s u p p l y I n t ellig e n h y b r id   in v er ter s   ar m o d er n   an d   m o r e   ad v an ce d   s o lar   i n v er ter   s y s te m s .   T h m ai n   f u n ctio n   o f   t h i s   s o lar   in v er ter   is   f o r   is o lated   c o n s u m p tio n   w it h   t h u s o f   s to r a g [ 1 1 ] .   I n v er ter s   ar eit h er   r ated   in   KV A   o r   VA .   So lar   i n v er ter   r atin g   m u s b d esig n ed   h i g h e r   th an   t h co n n ec ted   lo ad   b y   at  lea s t 2 5 %,  th i s   ca n   b e   illu s tr ated   u s in g   ( 4 a)   an d   ( 4 b ) .     To ta l   W a tta ge   ( B1 )   =     ( 1 )                         ( 4 a)     Pow e r   in   KVA   ( B2 )   =                       ( 4 b )     w h er e           (  )   =   0 . 85                      =             ( 2 )   +   (           ( 2 )     0 . 30 ) .   ( 5 )     KV A   ( B 2 )   x   0 . 3 0   is   th ad d itio n al  3 0 lo ad   ex p an s io n .   T h is   ad d itio n al  lo ad   ex p a n s io n   h o w e v er   v ar ies  w it h   t h t y p an d   t h s e lecte d   P s y s te m   b u t i n   th i s   r esear ch   w o r k ,   3 0 % is   ch o s e n .            ( 3 )   =                  ×                 ( 6 )       B atter ies:   B atter ies  ar o f   d if f er en t y p e s   d ep en d in g   o n   t h ar ea s   o f   ap p licatio n .   B atter ie s   o f   P s y s te m s   d u r in g   o p er atio n   ex p er ien ce d   f r eq u en t c h ar g i n g   a n d   d is c h ar g in g   p r o ce s s e s .   Ver y   co m m o n l y   u s ed   b atter ies   in   P ap p licatio n s   ar lead - ac id   b atter ies  b ec au s o f   th eir   d ee p   d is ch ar g e.   A l s o ,   g el - t y p lead - ac id   b atter ies  ar f o r   r e m o te  ap p lic atio n s   w h er a   m ain ten a n ce - f r ee   o p er atio n   is   r eq u ir ed .   Nick el - C ad m i u m   o r   Ni - Me tal   h y d r id b atter ies ar e   ap p licab le  in   p o r tab le  s y s te m .   T h li f s p an   o f   t h b atter i es r a n g es  f r o m   3   to   5   y ea r s .   T h is   li f e s p an   d ep en d s   o n   s e v er al  p ar a m eter s   s u ch   as  te m p er atu r e,   a n d   ch ar g in g /d i s ch ar g in g   c y cles  [ 1 2 ] .   Dep th   o f   d is c h ar g ( D. O. D)   w h ic h   s i g n if ies  t h p er ce n tag at  w h ic h   th b atter y   ca p ac i t y   w ill  b e   u s ed   w h i le  s u p p l y i n g   p o w er   to   th p h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m ,   d a y s   o f   au to n o m y   ( D. O. A )   w h ich   s i g n i f ies  t h e   n u m b er   o f   d a y s   w it h o u s u n s h in to   ch ar g t h b atter y   ( t h h ig h er   t h D. O. A ,   t h b ig g er   t h b atter y   b an k   t h at   w o u ld   b n ee d ed .   T h ca p ac it y   o f   c h o s e n   b atter ies   t h at  wo u ld   b u s ed   as  b atter y   b an k   is   also   co n s id er ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  1 9 ,   No .   6 Decem b er   2021 :    2 0 0 9   -   201 9   2012   L o s s e s   i n   th e   b atter y   b a n k   ar e   also   co n s id er ed .   T h f ac to r s   ab o v ar co n s id er ed   i n   t h is   s tu d y .   In   ( 7 )   to   ( 1 4 )   ar o f ten   u s ed   in   s iz in g   t h b atter y   b an k   f o r   th p h o to v o lta ic  [ 1 2 ] .     A ve r a ge   a mp hou r   de ma n d   pe r   da y   ( C1 )   =           ( 3 )        ( 7 )     R e q uir e d   b a tte r y   c a pa c ity   ( C2 ) = 1 × . . . . × 0 . 85                         ( 8 )     A c c ount s   for   s ys te m   l oss e s   =   0 . 85       No . of   b a tte r ie s   in   pa r a l l e l   ( C3 )   = 2          ( 9 )     No . of   b a tte r ie s   in   s e r ie s   ( C4 )   =            ( 1 0 )                  ( 5 )   =   3 ×   4           ( 1 1 )                    ( 6 )   =           =   3   ×                             ( 1 2 )     To ta l   b a tte r y   k il o wa tts   hou r   c a pa c ity   ( C7 )   = 6 ×   1000         ( 1 3 )            ( 8 )   =                ×              ( 1 4 )       So lar   ce lls s o m ce ll s   ar e   m a d o f   a   s i n g le  la y er   o f   li g h t - ab s o r b in g   m ater ia ca lled   s i n g le - j u n ctio n ,   w h i l e   o th er   t y p es  ar m ad o f   m u lti p le  lay er s   r e f er r ed   to   as  m u lti     j u n ctio n s   w h ic h   tak m u lti p le  ab s o r p tio n s   an d   ch ar g -   s ep ar atio n   m ec h an is m .   T h u s ,   s o lar   ce lls   ar cla s s i f ied   b ased   o n   th g en er ati o n   an d   h o w   t h e y   ar m ad e.   T h co n v e n tio n a ce lls   ar w a f er - b ased   an d   m ad u p   o f   cr y s tal lin s ilico n   w i t h   m ater ia ls   t h at   co m p r is p o l y s ilico n   an d   m o n o cr y s talli n s il ico n .   Mo n o cr y s tallin s o lar   ce lls   ar cu t a f o u r   s id es to   m ak e   c y li n d r ical  s il ico n   w a f er s .   Mo s r ec en t   s o lar   ce ll s   ar m ad f r o m   th i n - f il m   m o d er n   tec h n o lo g ies.  I t   is   a n   e m er g i n g   p h o to v o ltaic  d u to   its   d ev e lo p m en tal  s tag e s   [ 1 3 ] .   T h er ef o r e,   in   s izi n g   a n   ar r a y   o f   s o lar   p a n els,   th av er a g s o lar   ir r ad ian ce   an d   d a ily   s u n s h i n h o u r   o f   y o u r   l o ca tio n   ar co n s id er ed .   T h ( 1 5 )   to   ( 2 1 )   ar u s ed   to   d e ter m i n th f o llo w i n g   p ar a m et er s   n ee d ed   f o r   ar r ay   s izi n g : a r r a y   o u tp u p er   d ay ,   en er g y   o u tp u t i n   m o d u le  p er   d ay ,   m o d u les  n ee d ed   to   m ee t e n er g y   r eq u ir e m e n t,  m o d u les  n ee d ed   p er   s tr in g ,   Stri n g s   in   p ar allel,   m o d u les  to   p u r ch a s e,   r ated   ar r ay   o u tp u t.     Photovol ta ic   modul e   C a pa c ity   r e q uir e d   ( D1 )   = 3     ×       1 . 3      ×                ( 1 5 )     w h er 3     r ep r esen ts   t h av er a g e   en er g y   d e m a n d   p er   d a y t h en er g y   lo s in   t h s y s te m   is   s p ec if ied   at  1 . 3   is   th p ea k   s u n   h o u r   a n d       is   th p an el  g en er at in g   f ac to r .       =              SI  r ep r esen ts   th s o lar   ir r ad ian ce T C r ep r esen ts   th to tal   co r r ec tio n   f ac to r .   T h to tal  c o r r ec tio n   f ac to r   f o r   s o lar   p an els=0 . 6 2      .                      ( 2 )   =                          ( 1 6 )     No . of   M odul e s   r e q . pe r   s tr in g   ( D3 )   =                                          ( 1 7 )      .                ( 4 )   =     2                     ( 1 8 )         .            ( 5 )   =   1     2               ( 1 9 )     w h er e 1     is   th n o .   o f   Mo d u les  n ee d ed   p er   s tr in g   an d     2   is   th n o .   o f   s tr in g s   i n   p ar allel.               ( 6 )   =                ×             ( 2 0 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         W eb - b a s ed   s o ftw a r a p p lica tio n   d esig n   f o r   s o la r   P V   s ystem  s iz in g   ( La mb Mu ta lu b   A d esin a )   2013            ( 7 )   =                    ×             ( 2 1 )     Ho w e v er ,   it  i s   i m p o r tan t   to   n o te  th at  in   ( 1 6 )   an d   ( 1 9 )   g iv e s   t h s a m r e s u l ts .   T h u s ,   eit h er   o f   t h m et h o d s   co u ld   b u s ed   to   o b tain   th to t al  m o d u les to   m ee t t h lo ad   r e q u ir e m e n t.     So lar   ch ar g co n tr o ller th c o n tr o ller   p r ev en ts   t h b atter ies  f r o m   o v er c h ar g i n g   b y   r ea d in g   t h b atter y   lev el,   an d   th m o m e n t h b atter y   is   o n   f u ll  r ea d in g .   P ar am o u n i m p o r ta n ce   is   ch ar g in g   th b atter ies  to   co r r ec v o ltag lev el  s p ec i f icat io n s   w h ich   h elp   p r eser v th l if s p an   a n d   h ea lt h   o f   t h b att er ies.  Ho w e v er ,   th er ar ch ar g e   co n tr o ller s   w it h   ce r tai n   c h ar ac ter is tic s   t h at  allo w   o n to   w ir p an el s   i n   s u c h   w a y   to   ac h iev c h ar g in g   g o al s   [ 1 4 ] In   ( 2 2 )   an d   ( 2 3 )   ar u s ed   f o r   th s izin g   o f   ch ar g co n tr o ller .                    ( 1 )   =   ×     ( 4 ) × 1 . 25   ( 2 2 )        =                           ,        =   1 . 25                         ( 2 ) =    ×          .       ( 3 )   ( 2 3 )      =                              P ca b les T h Natio n al  E lec tr ic  C o d ( NE C )   A r ticle  6 9 0 . 3 1   Sectio n   B   s tates  th at  p h o to v o ltaic  s y s te m s   ar to   b w ir ed   w ith   “sin g le - c o n d u cto r   ca b le  ty p USE - 2   o r   s in g le  co n d u cto r   ca b le  lis ted   an d   lab eled   as  p h o to v o ltaic  ( P V)   w ir e”   [ 1 5 ] [ 16] .   T y p es  o f   w ir u s v ar y   in   co n d u cto r   m ater ial   an d   i n s u lat i o n .   T h u s ,     t w o - co n d u c to r   m ater ial s   w h ic h   ar co m m o n l y   u s ed   f o r   b o th   r esid en tial   an d   co m m er cial   s o lar   in s talla tio n s   ar co p p er   an d   alu m i n u m .   T h ca b le  is   u s u a ll y   m a n u f ac t u r e d   as  eith er   s o lid   o r   s tr an d ed   co n d u cto r .   T h is   s ize  o f   ca b le  is   o f te n   r ec o m m en d ed   an d   u s ed   f o r   lar g er   s iz es  o f   s o lar   P V.   Stra n d ed   ca b l es  h a v s li g h tl y   b etter   co n d u ctiv it y   t h an   s o lid   ca b les b ec au s o f   t h eir   ex te n d ed   ca b le  s u r f ac [ 1 1 ] [ 16] .     Mo u n ti n g   s tr u ctu r e :   th e s ar s tr u ct u r es  w h er p an els  ar p lace d   f ac in g   th s u n   at  s p ec if ied   an g le.   Fo u r   m o u n ti n g   s tr u ctu r a   t y p e s   ar e   av ailab le  a n d   th e s i n cl u d e;  R o o f /Gr o u n d ,   to p   o f   t h p o le,   s id o f   t h p o le,   an d   tr ac k in g   m o u n ts   w i th   ea c h   t y p h a v i n g   p r o s   an d   co n s .   I n   th r o o f /g r o u n d   m o u n tin g   t y p e,   p an el s   ar e   p lace d   eith er   o n   t h f lo o r   o r   t o p   o f   t h r o o f   o f   t h e   b u ild i n g   u s i n g   t h P s y s te m .   W ir es   a r laid   b et w ee n   ar r ay s   an d   b atter y   b an k   i s   co n s id er ed   ty p icall y   s m all  q u a n tit y .   Su c h   s o lar   P is   co m m o n   in   r u r al  lig h ti n g   s y s te m s   w h er an   ex is ti n g   n et w o r k   o f   P o les  is   in   p lace   f o r   s o lar   in s tallatio n   attac h m en t.  L astl y   i s   th tr ac k   m o u n s tr u ct u r es  w h ich   ar e x tr e m e l y   e f f ec tiv b ec a u s t h e y   ca n   f u ll y   u tili ze   t h f u l h o u r s   o f   s u n lig h t   d u r in g   th d a y   [ 1 7 ] .     2 . 2 .     P ho t o v o lt a ic  s izing   m et ho ds     Sizin g   o f   co m p o n e n t s   f o r   PV  s y s te m s   is   v er y   cr itica p r o ce s s   to   b e   ab le  to   s atis f y   lo ad   r eq u ir e m en ts .   A ls o ,   s izi n g   is   i m p o r ta n f o r   th co s est i m a ti o n   o f   P s y s te m .   T h er ar d if f er e n m e th o d s   o f   s izin g   co m p o n e n ts   f o r   P s y s te m s   w h ich   ar e:  m a n u al,   p r o b ab ilis tic,   ar ti f icial,   iter ati v e,   g r ap h ic  co n s tr u ct io n ,   an al y tical,   s o f t w ar e,   a n d   h y b r id   m et h o d s   [9 ] [ 18] .   I n   ar tif icial  s izi n g ,   m ac h i n es   ar e x p ec ted   to   p er f o r m   f u n ctio n s   t h at  ar lik f u n ctio n s   t h at  ar ch ar ac ter is tics   o f   h u m a n   th o u g h t.  T h d ev elo p m en o f   alg o r it h m s   s u c h   as  g en etic  al g o r it h m ,   a n d   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   a r to o ls   f o r   s izin g   r esu l ts   [ 1 9 ] - [ 21]   T h an al y tic  ap p r o ac h   d escr ib ed   th h y b r id   en er g y   s y s t e m s   w h ic h   u s co m p u tatio n al  m o d els.  T h er ef o r e,   it  is   f u n ctio n   o f   r eliab ilit y   i n d ices  s i n ce   m o r t h an   o n s y s te m   is   i n v o lv ed .   T h p r o ce s s i n g   t i m e   r eq u ir ed   in   th i s   m e th o d   is   q u i te  less   co m p ar ed   to   p r ev io u s   m et h o d s   d is cu s s ed   ab o v e.   T h s o f t w ar m et h o d   u s e s   s o f t w ar s u c h   as  h y b r id   o p tim izatio n   o f   m u ltip le  e n er g y   r eso u r ce s   ( HO ME R ) H y b r id 2 ,   an d   i m p r o v ed   h y b r id   o p ti m izatio n   b y   g e n eti alg o r it h m   ( iHOG A )   to   co m p u te  t h d e s ig n   s p ec if icatio n s .   C o n v en t io n all y ,   t h e   h y b r id   m e th o d   co m b i n es  t w o   tech n iq u es  w it h   s u m   u p   i n f l u en ce   in   g e n er atin g   o p ti m a r esu lt s   to   m ee t   th e   s p ec if ied   o b j ec tiv [9 ] [ 18 ] [ 22 ] [ 23] .     2 . 3 .     M et ho do lo g y     I n   t h is   r esear ch ,   t h s o f t w ar m et h o d   o f   s izi n g   s o lar   P i s   u s ed .   I i n v o lv es   t h d ev el o p m e n o f   alg o r ith m s ,   f o r m u la tio n   o f   f l o w c h ar ts ,   a n d   w eb   ap p licatio n   w it h   p r o g r a m m in g   in   d if f er en la n g u a g es.   T h is   s o f t w ar i n clu d es  h y p er   te x m ac h in la n g u a g ( HT ML )   w h ich   w a s   u s ed   to   cr ea te  an d   s tr u ctu r t h w eb p ag e,   ca s ca d ed   s t y le  s h ee ( C S S)  was  u s ed   f o r   s t y li n g   t h w eb p ag e,   J av aScr ip ( J S)  w a s   u s ed   f o r   p er f o r m i n g   t h e   ar ith m etic  f u n ct io n s ,   h y p er te x p r ep r o ce s s o r   ( HP )   w as   u s ed   f o r   th e   b ac k e n d   s tr u ctu r e,   an d   m y   s tr u ct u r ed   q u er y   la n g u a g ( M y SQ L )   u s e d   f o r   d atab ase   is   a n   o p en - s o u r ce   r elatio n al  d atab ase  m a n ag e m en s y s te m   th a t   r u n s   as  s er v er   p r o v id in g   m u lti - u s er   ac ce s s   to   n u m b er   o f   d atab ases .   H o w e v er ,   f i v s tep s   ar f o llo w ed   ac co r d in g l y   i n   t h o v er all  al g o r ith m   o f   t h w eb   ap p licatio n   w i th   s ev er al  eq u atio n s   u s ed   in   ea ch   s tep   as   f o llo w s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  1 9 ,   No .   6 Decem b er   2021 :    2 0 0 9   -   201 9   2014   Step   1 : L o ad   esti m at io n   u s i n g   ( 1 )   to   ( 3 )   Step   2 : I n v er ter   s izi n g   u s i n g   ( 4 )   to   ( 6 )   Step   3 : B atter y   s iz in g   u s i n g   ( 7 )   to   ( 1 4 )     Step   4 : A r r a y   s iz in g   u s i n g   ( 1 5 )   to   ( 2 1 )     Step   5 : Ch ar g co n tr o ller   s izin g   u s in g   ( 2 2 )   to   ( 2 3 )     W h ile  th f lo w c h ar t o f   th g e n er al  alg o r ith m   is   s h o w n   in   F ig u r e   1.           Fig u r 1 .   Flo w c h ar t o f   w eb - ap p licatio n   alg o r it h m       2 . 4 .     Descript io n o f   s o la r   s izi ng   ca s s t ud y   2 - B ed r o o m   b u n g alo w   b u ild in g   lo ca ted   i n   I lo r in ,   K w ar a   S tate,   Ni g er ia,   w as   s elec ted   as  r esear ch   ca s s t u d y .   Ho w e v er ,   it’s  i m p o r tan to   n o te  t h at  t h s o lar   ir r ad ian ce   o f   t h s elec ted   lo ca tio n   is   ap p r o x i m atel y   5 . 0   k W h / m 2 /d a y   a n d   th e   s u n s h in e   d u r atio n   is   ap p r o x i m atel y   6   h o u r s /d a y   [ 1 8 ] .   A l s o ,   th e   p ea k   s u n s h in e   h o u r s   ar ap p r o x i m ated   as 6   h o u r s .   T h p r o ce d u r es o f   s izin g   s o l ar   P s y s te m   ar as   f o llo w s   [ 1 8 ] [ 24 ] [ 2 5 ] .     A l g o r ith m s   an d   f o r m u la ted   f lo w c h ar ts   a.   L o ad   esti m atio n al ter n ati n g   cu r r en t   ap p lian ce s   i n   t h h o u s e   w er ite m ized .   A p p li an ce   o p er atio n al   d esig n ed   w atta g an d   n u m b er   o f   th is   ap p lian ce   a v ailab le  i n   t h h o u s d eter m i n es  t h to tal  w atta g n ee d ed   in   th ca s s tu d y   b u ild i n g .   W h ile  th i s   to tal  w a ttag a n d   th s p ec if ied   h o u r s   o f   eq u ip m en u s p er   d a y   d eter m in t h w a tts   h o u r   p er   d ay   ( W h /d a y ) .   T h f lo w c h a r th at  il lu s tr ates  t h p r o ce d u r is   s h o w n   in   Fig u r e   2   w h ile  t h r esu lts   o b tain ed   f r o m   t h s o f t w ar ap p licatio n   ar s h o w n   in   T ab le  1 .     b.   I n v er ter   s p ec i f icatio n to   s iz th e   in v er ter   th a w o u ld   ac co m m o d ate  th to tal  lo ad   o f   th h o u s e h o ld   o b tain ed   in   s tep   1   a b o v e,   th f lo w c h ar o f   Fig u r e   3   illu s tr ate s   th is .   T h s o f t w ar g a v th r esu lt s   s h o w n   i n   T ab le  2 .   Fo r   th is   s t u d y ,   t h to l er an ce   v al u o f   t h in v er ter   was c h o s e n   to   b 3 0 .     c.   B atter y   b a n k   s izi n g th f lo wch ar in   Fi g u r e   4   w as  f o llo w e d   in   s izi n g   th B atter y   b an k   c ap ac it y   w it h   t h e   f o llo w in g   v al u es:  Av er a g en er g y   d e m a n d   p er   d a y =2 0   KW h ,   au to n o m y   d a y s =3   d ay s ,   d is c h ar g e   d ep th =0 . 5 ,   D C   l o a d = 1 0 0   W ,   s e l e c t e d   b at t e r y   v o l ta g e = 2 4   V ,   A m p - h o u r   c a p a ci ty   o f   s e l e ct e d   b a t t e r y = 2 0 0   Ah in v er ter   v o ltag e= 4 8   an d   s y s te m   lo s s   o f   0 . 8 5 .   T h r esu lts   a r s h o w n   i n   T ab le  3 .   d.   A r r a y   s iz in g ar r a y   s izi n g   w a s   b ased   o n   s o lar   m o d u les  r eq u ir ed   f o r   th P s y s te m   w i th   th f o llo w in g   v alu e s Av er ag en er g y   d e m a n d   p er   d ay =2 0   KW h ,   P ea k   s u n   h o u r s =6   h o u r s ,   s o lar   ir r ad ian ce =5   k W h /d a y ,   b atter y   b u s   v o lta g 2 4   V,   s elec ted   m o d u le  p o w er   o u tp u t=2 0 0   W atts ,   P m a x   p o w er   v o l tag e= 1 2   V.   T h r esu lt s   o f   t h s o f t w ar ap p licatio n   ar s h o w n   in   T ab le  4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         W eb - b a s ed   s o ftw a r a p p lica tio n   d esig n   f o r   s o la r   P V   s ystem  s iz in g   ( La mb Mu ta lu b   A d esin a )   2015   e.   C h ar g co n tr o ller   s izi n g m o d u le s   s h o r cir cu i cu r r en t=6 . 1 5   A   a n d   m o d u le s   o p en - cir c u i v o ltag e= 4 5 . 3 .   T h r esu lts   o f   th e   s o f t w ar a p p licatio n   ar s h o w n   in   T ab l 5 .   Fu r t h er m o r e,   d ep en d in g   o n   th e   t y p e   o f   in v er ter   th a i s   s e lecte d   f o r   t h P s y s te m ,   c h ar g e   co n tr o ll er   s izi n g   m a y   n o b e   r eq u ir ed   b ec au s e   s o m e   in v er ter s   co m w it h   b u il t - i n   c h ar g co n tr o ller s .     S o l a r   s i z in g   r esu l ts :   T a b l e   1   s h o w s   th r e s u lt s   o b t a in e d   f r o m   th e   alg o r i th m   a p p li c a t i o n   s h o w n   in   F ig u r e   2   f o r   t h l o a d   es t im at i o n   o f   th PV   s y s t em .   T h e   a p p li an c es   in   t h e   h o u s e   h av e   b e en   s ch e d u l e d   a n d   es t im at e d   to   g iv e   th e   t o t al   e q u i p m e n t   w a tt ag e   t o   b e   3 , 5 7 5   W a t t s   a n d   th e   p o w e r   c o n s u m p ti o n   r esu l t e d   in   2 0 9 5 0   W a t t - h o u r   ( 2 0   KW h ) .   T h er ef o r e,   u s in g   ( 4 b ) ,   in v er ter   s ize  is   ca lcu lated   to   b 5 . 6   KV A .   C o n s eq u e n tl y ,   i n v er ter   s ize  o f   th e   s a m e   ca l cu la ted   v al u o r   s li g h t l y   g r ea ter   t h a n   t h ca lc u l ated   v al u a n d   av ailab le   to   p u r ch ase  is   o f te n   r ec o m m e n d ed .   Hen ce ,   6   k V A   in v er ter   s ize  is   s p ec i f ied   to   b p u r ch ased .   T ab le  3   s h o w s   th a v er ag d a il y   a m p - h o u r   co n s u m p tio n ,   t h r eq u ir ed   ca p ac ity   o f   t h b att er y   b a n k ,   n u m b er   o f   b atter ies  in   p ar allel  co n n ec tio n ,   n u m b er   o f   b atter ies  in   s er ies  co n n ec tio n ,   t h to tal  b atter y   n ee d ed ,   b atter y   v o ltag e,   b atter y   a m p er ag ca p ac it y ,   b r an d ,   an d   co s o f   th b atter y   b an k .   T ab le  4   s h o w s   th r eq u ir ed   ar r ay   o u tp u t,  m o d u les  to   m ee t   th r eq u ir e m e n t,  m o d u les  p er   s tr in g ,   n u m b er   o f   p ar allel  s tr i n g s ,   th n u m b er   o f   m o d u les  n ee d ed ,   R ated   ar r ay   o u tp u t,  an d   co s o f   m o d u le s .   T a b le  5   s h o w s   th r eq u ir ed   cu r r en an d   v o lta g e   r atin g   f o r   ch ar g co n tr o ller ,   it  also   d is p la y s   th p r ice  o f   t h r ec o m m en d ed   ch ar g co n t r o ller   f o r   th is   s o la r   P s y s te m .   T h er ef o r e,   to tal  co s esti m atio n   o f   t h p h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m   = #   2 , 298 , 619 . 00 .   I t   is   i m p e r ativ to   n o te  th at  t h co s t o f   m o u n ti n g   s tr u ctu r e s ,   P ca b les,  an d   o th er   ac ce s s o r ies  was n o t in c lu d ed .           Fig u r 2 .   L o ad   esti m a tio n   al g o r ith m       T ab le  1 .   L o ad   esti m atio n   r es u l ts   A C   L o a d   A v e r a g e   w a t t   ( W )   Q u a n t i t y   T o t a l   W a t t   ( W )   U sag e   ( h o u r s p e r   d a y )   ( H o u r s)   U sag e   ( d a y s p e r   w e e k )   ( D a y s)   A v e r a g e   W a t t s h o u r   p e r   d a y   ( W h / d a y )   C e i l i n g   F a n   75   4   3 0 0   24   7   7 2 0 0   D e sk t o p   C o mp u t e r   1 0 0   1   1 0 0   5   7   5 0 0   L a p t o p   60   5   3 0 0   7   7   2 1 0 0   P h o n e   C h a r g e r   5   6   30   5   7   1 5 0   A i r   C o n d i t i o n e r   1 0 0 0   1   1 0 0 0   4   7   4 0 0 0   W a sh i n g   M a c h i n e   5 0 0   1   5 0 0   1   7   5 0 0   F r e e z e r   35   1   35   24   7   8 4 0   R e f r i g e r a t o r   1 8 0   1   1 8 0   24   7   4 3 2 0   I r o n   1 1 0 0   1   1 1 0 0   1   7   1 1 0 0   2 2   L ED   T V   30   1   30   8   7   2 4 0   T o t a l   W a t t s   3 , 5 7 5   W   A C   A v e r a g e   D a i l y   L o a d   2 0 , 9 5 0   W H / d a y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  1 9 ,   No .   6 Decem b er   2021 :    2 0 0 9   -   201 9   2016   T ab le  2 .   Sh o w s   t h s p ec i f ied   in v er ter   i n f o r m atio n   I n v e r t e r   P a r a me t e r   R a t i n g   S t o r e     Ju mi a   O n l i n e   S t o r e   B r a n d   P R A G   I n v e r t e r   S p e c i f i c a t i o n   6   K V A   I n v e r t e r   V o l t a g e   4 8   V   C o st   Es t i m a t e   o f   I n v e r t e r   # 8 3 0 ,   0 0 0           Fig u r 3 .   I n v er ter   s izi n g   al g o r i th m           Fig u r 4 .   B atter y   b an k   s izi n g   alg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         W eb - b a s ed   s o ftw a r a p p lica tio n   d esig n   f o r   s o la r   P V   s ystem  s iz in g   ( La mb Mu ta lu b   A d esin a )   2017   T ab le  3 .   B atter y   s p ec i f icatio n   r esu lt s   B a t t e r y   P a r a me t e r s   R a t i n g   A v e r a g e   D a i l y   A mp - h o u r   c o n s u m p t i o n   5 1 5   a m p p e r   h o u r   R e q u i r e d   b a t t e r y   b a n k   c a p a c i t y   2 0 6 2   a mp s   p e r   h o u r   N o .   o f   b a t t e r i e s i n   p a r a l l e l   c o n n e c t i o n   10   N o .   o f   b a t t e r i e s i n   se r i e s c o n n e c t i o n   2   T o t a l   B a t t e r i e s R e q u i r e d   20   B a t t e r y   V o l t a g e   2 4   V   B a t t e r y   A mp   C a p a c i t y   2 0 0 A h   B r a n d   M e r c u r y   C o st   o f   1 N o .   2 4 V ,   2 0 0 A h   M e r c u r y   B a t t e r y   6 2 , 0 0 0 . 0 0   T h e r e f o r e ,   t h e   C o st   o f   2 0   N o .   2 4 V ,   2 0 0 A h   M e r c u r y   B a t t e r i e s   # 1,   2 4 0 ,   000           T ab le  4 .   So lar   p an el  s p ec if icat io n   r esu lt s   A r r a y   P a r a me t e r s   R a t i n g   R e q u i r e d   P V   M o d u l e   C a p a c i t y   ( o r   A r r a y   O u t p u t )   1 3 1 5   W a t t - h o u r   N o .   o f   mo d u l e s t o   me e t   t h e   r e q u i r e men t   6   N o .   o f   M o d u l e s n e e d e d   p e r   st r i n g   2   N o .   o f   p a r a l l e l   st r i n g s   3   R a t e d   A r r a y   O u t p u t   1 2 0 0   W   C o st   o f   2 0 0 W   S o l a r   M o d u l e   # 2 9 , 4 0 0   T h e r e f o r e ,   C o st   Es t i m a t e   o f   6 N o   M o d u l e s e a c h   o f   2 0 0 W   # 1 7 6 , 4 0 0       T ab le  5 .   C h ar g co n tr o ller   p ar a m eter s   ca lc u lated   an d   s p ec i f i ca tio n s   C h a r g e   C o n t r o l l e r   P a r a me t e r s   R a t i n g s   C a l c u l a t e d   C u r r e n t   R a t i n g   2 2 . 5 A   C a l c u l a t e d   V o l t a g e   R a t i n g   47V   S p e c i f i e d   S t o r e   Ju mi a   O n l i n e   S t o r e   S p e c i f i e d   B r a n d   G e n e r i c   S p e c i f i e d   o r   S e l e c t e d   C o n t r o l l e r   C u r r e n t   R a t i n g   30A   S p e c i f i e d   o r   S e l e c t e d   C o n t r o l l e r   V o l t a g e   R a t i n g   48V   T h e r e f o r e ,   C o st   o f   4 8 V ,   3 0 A   C h a r g e   C o n t r o l l e r   P r i c e   # 5 2 , 2 1 9       3.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O   T h w at tag r eq u ir e m en t s   o f   ea ch   ca teg o r y   o f   h o u s eh o ld   eq u ip m en w er co m p iled   u s i n g   th e   eq u ip m e n t - r ated   w att s   as  tab u lated   o n   T ab le  1 .   T h ta b le1   f u r th er   s h o w s   th at  t h to tal  w a tts   r eq u ir ed   f o r   th ca s s t u d y   b u ild i n g   is   3 , 5 7 5   W   w h ile  t h to tal  esti m ated   d a il y   lo ad   i s   o b tain ed   to   b 2 0 , 9 5 0   w atts   an   h o u r   p er   d ay .   Fro m   t h ca s e   s t u d y   b u i l d in g   w atta g e s ti m ate  a n d   t h e   u s o f   t h ap p r o p r iate  eq u ati o n ,   th e   r eq u ir ed   s ize  o f   in v er ter   r atin g   w a s   ca lcu lat ed   to   b e   5 . 6   KVA   w h ich   m a y   n o b e   d ir ec tly   av a ilab le  in   t h m ar k et.   T h u s ,   a n   I n v er ter   r ati n g   o f   6   k V i s   t h clo s est  o b tai n ab le  t y p e   an d   h en ce   s p ec i f ied .   A a   g la n ce ,   T ab le  2   s h o w s   t h e   p ar am eter s   th a ar ass o ciate d   w i th   t h i s   s p ec i f ied   in v er ter   s i ze   r atin g   o f   6   k V A .   T ab le  3   s h o w s   t h at  6   k V in v er ter ,   w it h   b atter y   b an k   o f   2 0 6 2   Am p er e - h o u r ,   an d   w h ile  tab le  4   s h o w s   th at  s o lar   ar r ay   ca p ac it y   o f     1 . 2   k W   w ill  b s u f f icie n f o r   h o u s e h o ld   h av i n g   4 . 4   k VA   l o ad   w it h   to ler an ce   o f   3 0 ad d itio n al  lo ad   f o r   3   d ay s   o f   a u to n o m y .     L i k el y   co n s tr ai n ts   to   t h is   t y p e   o f   r esear ch   in cl u d s y s te m   lo s s es  t h at  w er alr ea d y   co n s id e r ed   in   th ap p licatio n   an d   t h e   to ler an ce   f o r   s o m e   co m p o n e n t s   to   co m f o r tab ly   ac co m m o d ate   an y   ad d itio n   o f   lo ad   to   t h e   d esig n ed   li m it.  T h co s t   o f   v a r io u s   co m p o n e n t s   m a y   also   v a r y   f r o m   d i f f er e n s to r es  ac r o s s   th co u n tr y .   Als o ,   th w ea t h er   in   s o m ar ea s   m a y   af f ec t h s izi n g   o f   t h s o l ar   P to   b b u ilt.   T h r esu lts   o b tain ed   f r o m   th is   r esear ch   w o r k   ar f ar   m o r r eliab le  th an   t h o s s ee n   in   lite r atu r b ec au s o f   f ac to r s   s u c h   as  th co n ce p o f   m et h o d o lo g y ,   lo ad   d e m a n d ,   d ep th   o f   d i s ch ar g e,   t h i n cl u s io n   o f   t h co s i m p licatio n s ,   an d   t h s o f t w ar e   ap p licatio n   b u ilt f o r   t h is   r esear ch   w o r k .       4.   CO NCLU SI O N     A   lo o f   f ac to r s   af f ec t h s izi n g   o f   P s y s te m .   T h ese  f ac to r s   in clu d lo ad   r eq u ir em e n t s ,   d ay s   o f   au to n o m y ,   d u r atio n   o f   s u n s h in h o u r ,   s o lar   ir r ad ian ce   o f   th lo ca tio n ,   a n d   m o n e y   a v ail ab ilit y   to   p u r ch a s a   r eliab le  P s y s te m .   W it h   th r ap id   g r o w t h   i n   r en e w ab le  en er g y   alter n ati v es,  th n ee d   f o r   p r o p e r   s izin g   g u id e   is   r eq u ir ed   in   an y   p h o to v o lt aic  ( P V)   s y s te m   to   av o id   t h p o s s ib ilit y   o f   o v er s izi n g   a n d   u n d er - s izi n g .   T o   ac h iev e   p r o p er   s izin g   o f   s o la r   in v er ter ,   al g o r ith m s   w er d ev elo p ed ,   an d   th ap p r o p r iate  f lo w c h ar ts   w er e   f o r m u lated .   Fro m   t h e s alg o r i th m s ,   s o f t w ar p r o g r a m   ca ll ed   p y t h o n   w as  d ev e lo p ed   an d   ap p lied   to   th ca s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  1 9 ,   No .   6 Decem b er   2021 :    2 0 0 9   -   201 9   2018   s tu d y   p ar a m eter s .   T h r esu lts   ar p r esen ted   an d   d i s cu s s ed .   T h u s ,   t h r esear c h   w o r k   h a s   p r o v id ed   an   ea s y   a n d   ac ce s s ib le  m ea n s   o f   s izi n g   a   s tan d - a - lo n p h o to v o ltaic  s y s te m   ( S A P S)  in   d e v elo p in g   co u n tr y   o f   w h ic h   Nig er ia  i s   g o o d   ex a m p le.   T h is   r esear ch   w o r k   h as   als o   m ad av a ilab le  to o f o r   s o lar   co n tr ac to r s ,   h o m eo w n er s ,   an d   b u s i n es s   o w n er s   w h o   w a n to   m ak u s o f   o r   b u ild   p h o to v o ltaic  ( P V )   s y s te m   f o r   v ar io u s   ap p licatio n s .   Ni g er ia  i s   b les s e d   w it h   ab u n d a n s u n li g h w i ll  h av e   an y   p h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m   b u ilt   r eliab l y   if   p r o p er   s izin g   an d   p r o p er   m ai n te n an ce   s ch e m e s   ar p u i n   p lace .   T h is   r esear ch   w o r k   h a s   d e m o n s tr ated   th a s o f t w ar ap p licatio n s   ca n   b u s ed   to   s o lv p er en n ia d o m e s tic  p r o b lem s   s u c h   as  elec tr ical   lig h t in g   p r o b lem s .   Fin all y ,   t h ap p licatio n   b u il i n   t h is   r esear ch   ca n   b u s ed   i n   s izi n g   d if f er en t   r an g es  o f   m i cr o g r id   s tan d - alo n e   p h o to v o ltaic  s y s te m s   ( S A P S).       ACK NO WL E D G E M E NT   T h au th o r s   s i n ce r el y   t h a n k   t h Ni g er ian   Me teo r o lo g ical  Ag e n c y   ( NI ME T )   f o r   m a k i n g   s o m d ata   u s ed   in   t h i s   r esear ch   w o r k   a v a ilab le.   W s in ce r el y   ap p r ec iate  it.       RE F E R E NC E   [1 ]   C.   Eg b o n ,   A .   O y e k o la,  a n d   T .   L i e ,   De si g n   o f   S tan d - A lo n e   P h o t o v o lt a ic  S y ste m   in   De v e lo p in g   Co u n tri e s:  A   Ca se   S tu d y   o f   Ka n o ,   Nig e ria,”  in   2 0 1 8   A u stra l a sia n   Un ive rs it ies   Po we En g in e e rin g   Co n fer e n c e   ( A UPEC) 2 0 1 8 ,     p p .   1 6,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /A UPE C. 2 0 1 8 . 8 7 5 7 8 9 5 .   [2 ]   M .   F .   A k o r e d e ,   O .   I b r a h i m ,   S .   A .   A m u d a ,   A .   O .   O t u o z e ,   a n d   B .   J .   O l u f e a g b a ,   C u r r e n t   S t a t u s   a n d   O u t l o o k   o f   R e n e w a b l e   E n e r g y   D e v e l o p m e n t   i n   N i g e r i a ,   N i g e r .   J .   T e c h n o l . ,   v o l .   3 6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 6 - 21 2 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 4 3 1 4 / n j t . v 3 6 i 1 . 2 5 .   [3 ]   I.   M a d u g u   e a l. ,   M a th e m a ti c a M o d e ll i n g   o f   a n   A u to n o m o u P h o to v o lt a ic  S tan d a lo n e   S y ste m ,   A T BU  J o u rn a o f   S c ien c e ,   T e c h n o lo g y   a n d   Ed u c a ti o n ,   v o l.   8 ,   p p .   1 2 7 - 1 3 6 ,   M a r.   2 0 2 0 .   [4 ]   E.   A .   Be n jam in   a n d   E.   Dic k so n ,   " Esti m a ti n g   th e   so lar  h o m e   s y ste m   siz in g   f o ru ra re sid e n ti a a p a rtm e n ts  u sin g   a   p a n e ti l a n g le  o f   8 2   d e g re e s:  Il o rin   Kw a ra   S tate   a a   c a se   stu d y ,"   Ame ric a n   J o u r n a l   o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g ,   v o l.   1 ,   n o .   2 ,   p p .   90 - 96 ,   2 0 1 7 d o i:   1 0 . 1 1 6 4 8 / j. a jec e . 2 0 1 7 0 1 0 2 . 1 5 .   [5 ]   E.   E.   Ok o ro ,   I.   S .   Ok a f o r,   K.  C.   Ig w il o ,   K.  B.   Oro d u ,   a n d   A .   O.   M a m u d u ,   S u sta in a b le  b i o g a p ro d u c ti o n   f ro m   w a ste   in   p o te n ti a sta tes   in   Nig e ria    a n   a lt e rn a ti v e   so u rc e   o f   e n e rg y ,   J .   Co n tem p .   Af ric a n   S t u d . ,   p p .   6 2 7 - 6 4 3 ,   No v .   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 8 0 / 0 2 5 8 9 0 0 1 . 2 0 2 0 . 1 8 2 5 6 5 0 .   [6 ]   M .   M e ra j,   M .   E.   K h a n ,   a n d   G .   N.  T i w a ri,   A n n u a o v e ra ll   e n e rg y   a n d   e x e r g y   a n a l y sis  o N - P V T - CP i n teg ra ted   V A s y ste m a   c o n sta n c o l l e c ti o n   tem p e ra tu re   m o d e ,   In t.   J .   Amb ien t   En e rg y ,   p p .   1 - 1 3 ,   M a r.   2 0 2 0 ,     d o i:   1 0 . 1 0 8 0 /0 1 4 3 0 7 5 0 . 2 0 2 0 . 1 7 3 7 5 7 2 .   [7 ]   G .   P e rk in s,  P e rsp e c ti v e a n d   e c o n o m ics   o c o m b in in g   b io m a ss   li q u e f a c ti o n   w it h   so lar  P V   f o e n e rg y   sto ra g e   a n d   e lec tri c it y   p ro d u c ti o n ,   E n e rg y   S o u rc e s,  Pa rt  Ec o n .   Pl a n n in g ,   P o li c y ,   p p .   1 - 1 7 ,   A p r.   2 0 2 0 ,     d o i:   1 0 . 1 0 8 0 /1 5 5 6 7 2 4 9 . 2 0 2 0 . 1 7 4 9 9 1 0 .   [8 ]   M .   T .   F a rd   a n d   M .   T .   Ha g h ,   Cu rre n S o u rc e   In v e rter  Ba se d   G rid   Co n n e c ted   Hy b rid   P V - W in d   P o w e Ge n e ra ti o n   Un it ,   In t.   J .   E lec tro n . ,   v o l.   1 0 7 ,   n o .   5 ,   p p .   8 3 9 8 5 7 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 /0 0 2 0 7 2 1 7 . 2 0 1 9 . 1 6 9 2 2 4 2 .   [9 ]   R.   Ay o p ,   N.   M a Isa ,   a n d   C.   Tan ,   Co m p o n e n ts  siz in g   o f   a   p h o to v o lt a ic  sta n d - a lo n e   sy ste m   b a se d   o n   lo ss   o f   p o we su p p ly   p ro b a b il i ty ,   Ren e w.   S u sta in .   E n e rg y   Rev . ,   v o l .   8 1 ,   J u l.   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j. rse r. 2 0 1 7 . 0 6 . 0 7 9 .     [1 0 ]   A .   S .   Oy e w o ,   A .   A g h a h o s s e i n i M .   R a m ,   a n d   C .   B re y e r ,   " T r a n s i t io n   t o w a r d s   D e c a r b o n i s e d   P o w e r   S y s t e m s   a n d   i t S o c i o - e c o n o m ic   Im p a c t s   i n   W e s t   A f r i c a , "   Re n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   1 5 4 ,   p p .   1 0 9 2 - 1 1 1 2 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 2 0 . 0 3 . 0 8 5 .   [1 1 ]   S .   Kiw a n   a n d   E.   A l - G h a rib e n ,   " Jo rd a n   to w a rd a   1 0 0 %   Re n e w a b le   El e c tri c it y   S y ste m ,   "   Ren e wa b le  En e rg y   v o l.   1 4 7 ,   p p .   4 2 3 - 4 3 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. re n e n e . 2 0 1 9 . 0 9 . 0 0 4 .         [1 2 ]   M .   P o n n u sa m y ,   H.  Ra ja g u ru ,   a n d   R.   S in g a ra v e lu ,   A n   Ov e r v ie w   o f   Ba tt e ries   f o P h o to v o l taic   ( P V )   S y st e m s,”   In t.   J .   Co mp u t.   A p p l . ,   v o l .   8 2 ,   p p .   2 8 3 2 ,   N o v .   2 0 1 3 ,   doi :   1 0 . 5 1 2 0 / 1 4 1 7 0 - 2 2 9 9 .   [1 3 ]   M .   A sk a ri,   V .   M .   M .   A b a d i,   a n d   M .   M ir h a b ib i,   Ty p e o f   S o lar  C e ll a n d   A p p li c a ti o n ,   Am.   J .   Op t.   Ph o t o n ics ,   v o l .   3 ,   p p .   2 0 1 5 - 2 2 5 ,   A u g .   2 0 1 5 ,   d o i 1 0 . 1 1 6 4 8 /j . a j o p . 2 0 1 5 0 3 0 5 . 1 7 .   [1 4 ]   H.  L iu ,   G .   B.   A n d re se n ,   a n d   M .   G re in e r,   " Co st - Op ti m a De si g n   o f   a   S im p li f ied   Hig h l y   Re n e wa b le  Ch in e se   El e c tri c it y   N e t w o rk s,"   En e rg y ,   v o l.   1 4 7 ,   p p .   5 3 4 - 5 4 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. e n e rg y . 2 0 1 8 . 0 1 . 0 7 0 .   [1 5 ]     A .   S a d i q a ,   A .   G u la g i ,   a n d   C .   B r e y e r ,   " E n e rg y   T r a n s i t i o n   R o a d m a p   T o w a r d s   1 0 0 %   Re n e w a b l e   E n e rg y   a n d   R o l e   o f   S t o r a g e   T e c h n o l o g i e s   f o r   P a k i s ta n   b y   2 0 5 0 , "   E n e r g y ,   v o l .   1 4 7 ,   p p .   5 1 8 - 5 3 3 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 1 8 . 0 1 . 0 2 7 .   [1 6 ]     A .   S .   Oy e w o ,   A .   Ag h a h o ss e in i,   M .   Ra m ,   a n d   C.   Bre y e r,   " P a t h w a y   T o w a rd A c h iev in g   1 0 0 %   Re n e wa b le  El e c tri c it y   b y   2 0 5 0   f o S o u th   A f rica , "   S o la En e rg y ,   v o l.   1 9 1 ,   p p .   5 4 9 - 5 6 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. so le n e r. 2 0 1 9 . 0 9 . 0 3 9 .   [1 7 ]     K .   H a n s e n ,   B .   V .   M a t h i e s e n ,   a n d   I .   R .   S k o v ,   " F u l l   E n e r g y   S y s t e m   T r a n s i t i o n   T o w a r d s   1 0 0 %   R e n e w a b l e   E n e r g y   i n   G e r m a n y   i n   2 0 5 0 , "   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   R e v i e w s ,   v o l .   1 0 2 ,   p p .   1 - 1 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r s e r . 2 0 1 8 . 1 1 . 0 3 8   [1 8 ]   F .   A b a m ,   N .   N d u k a ,   O .   O h u n a k i n ,   a n d   S .   O j o m u ,   E n e rg y   r e s o u r c e   s t r u c t u r e   a n d   o n - g o i n g   s u s t a i n a b l e   d e v e l o p m e n t   p o l i c y   i n   N ig e r i a :   A   re v iew ,   I n t .   J .   E n e r g y   E n v i r o n .   E n g . ,   v o l .   5 ,   J u n .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 0 0 9 5 - 0 1 4 - 0 1 0 2 - 8.   [1 9 ]   A .   A li y u ,   J.  Da d a ,   a n d   I.   K.  A d a m ,   Cu rre n sta tu a n d   f u tu re   p ro sp e c ts  o f   r e n e w a b le  e n e rg y   in   Ni g e ria,”  Ren e w.   S u sta in .   En e rg y   Rev . ,   v o l.   4 8 ,   M a r.   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . rse r. 2 0 1 5 . 0 3 . 0 9 8 .   [2 0 ]   S .   E.   Ho ss e in i ,   De v e lo p m e n o f   so lar  e n e rg y   to w a rd so lar  c it y   Uto p ia,”  E n e rg y   S o u rc e s,  Pa rt  A   Rec o v e r.  Util .   En v iro n .   Ef f . ,   v o l .   4 1 ,   n o .   2 3 ,   p p .   2 8 6 8 2 8 8 1 ,   De c .   2 0 1 9 ,   doi :   1 0 . 1 0 8 0 /1 5 5 6 7 0 3 6 . 2 0 1 9 . 1 5 7 6 8 0 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.