I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7 ,   p p .   3 1 9 8 ~ 3 2 0 6   I SS N:  2088 - 8708 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ec e. v 7 i 6 . pp 3 1 9 8 - 3206           3198       J o ur na ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   S CNN   Ba sed  Elec trical Cha ra ct eris tics  o So la   Photo v o ltaic Cell  M o del       B a m ba ng   P urw a hy ud i 1 ,   K us pija ni 2 ,   Ah m a di 3   1, 2, 3 De p a rtem e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsity   o f   Bh a y a n g k a ra ,   S u ra b a y a ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 4 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u n   2 3 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u l   18 ,   2 0 1 7       S o lar  p h o to v o lt a ic  (P V c e ll   is  o n e   o f   th e   re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s   a n d   a   m a in   c o m p o n e n o f   P V   p o w e s y ste m s.  T h e   d e sig n   o f   P V   p o w e s y ste m re q u ires   a c c u ra tel y   it e lec tri c a o u t p u c h a ra c teristics .   T h e   e lec tri c a l   c h a ra c teristics   o f   so lar  P V   c e ll   c o n sist  o f   I - V   a n d   P - V   c h a ra c teristics .   T h e y   d e p e n d   o n   t h e   p a ra m e ters   o f   P V   c e ll   su c h   a sh o r c ircu it   c u r re n t,   o p e n   c ircu it   v o lt a g e   a n d   m a x i m u m   p o w e r .   S o lar  P V   c e ll   m o d e c a n   b e   d e sc rib e d   th ro u g h   a n   e q u iv a len c ircu it   in c lu d i n g   a   c u rre n so u rc e a   d io d e ,   a   se rie s   re sisto a n d   a   sh u n re sisto r .   I n   th is  p a p e r,   th e   d e v e lo p m e n so lar  P V   c e ll   m o d e is  b u il b y   u sin g   se l f   c o n stru c ti n g   n e u ra n e tw o rk   (S CNN m e th o d s.   T h is  S C N tec h n i q u e   is  u se d   to   im p ro v e   th e   a c c u ra c y   o f   th e   e lec tri c a l   c h a ra c teristic  o f   so lar  P V   c e ll   m o d e l .   S CNN   so lar  PV   c e ll   m o d e h a v e   th re e   in p u ts  a n d   tw o   o u t p u ts .   T h e y   a r e   re sp e c ti v e l y   so lar  ra d iatio n ,   tem p e ra tu re ,   se r ies   re sista n c e ,   c u rre n a n d   p o w e r.   T h e   e ffe c ti v e n e s o f   S C N te c h n iq u e   is   v e ri f ied   u sin g   sim u latio n   re su lt s   b a se d   o n   d if f e r e n p h y sic a a n d   e n v iro n m e n tal  c o n d i ti o n s .   S im u latio n s   a re   c o n d u c ted   b y   th e   c h a n g e   o f   th e   so lar  irrad iatio n ,   tem p e ra tu re   a n d   se ries   r e sista n c e .   S i m u latio n   re su lt sh o S CNN   m o d e c a n   y ield   th e   I - a n d   P - V   c h a ra c teristics   a c c o rd i n g   to   th e   c h a ra c teristics   o f   so lar P V   c e ll .   K ey w o r d :   So lar   p h o to v o ltaic  c ell   E lectr ical  c h ar ac ter is tic s   Self   c o n s tr u c tin g   n eu r al  n et w o r k   C u r r en t - v o lta g c h ar ac ter is t ic s   P o w er - v o lta g c h ar ac ter i s tics   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B am b a n g   P u r w a h y u d i,    Dep ar te m en t o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   Un i v er s it y   o f   B h a y a n g k ar Su r ab ay a,   J l.  A .   Yan i 1 1 4 ,   Su r ab a y 6 0 3 2 1 ,   I n d o n esia .   E m ail:  bm p _ p u r @ u b h ar a. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   So lar   en er g y   is   p r o m is i n g   alter n ati v en er g y   s o u r ce   d u to   en er g y   cr is i s   an d   en v ir o n m en tal  is s u e s   s u c h   as  g lo b al  w ar m in g   e f f ec an d   p o llu tio n .   P h o to v o lt aic  ( P V)   p o w er   g e n er atio n   is   o n o f   th m o r e   i m p o r tan r en e w ab le  s o u r ce s   s in ce   it  h ad   g r ea m an y   m er it s   s u c h   as  clea n ,   f r ee   m ai n te n an ce   an d   n o   n o is e.   Ho w e v er ,   P g e n er atio n   s y s te m   h as t w o   d is ad v a n ta g es t h at  i s   th e   lo w   co n v er s io n   ef f icie n c y   i n   elec tr ic  p o w er   g en er atio n   a n d   th e   ch a n g es  in   s ev er al  w ea th er   co n d itio n s .   I n   ad d itio n ,   th e   elec tr ical  c h ar ac ter is tic  o f   s o lar   P ce ll  is   n o n l in ea r   w h ic h   i s   af f ec ted   b y   s o lar   r ad iatio n   ( S),   at m o s p h er te m p er at u r ( T )   a n d   s er ies  r e s is ta n ce   (R s ) .   T h elec tr ical  ch ar ac ter i s tics   o f   s o lar   P ce ll  co n s is o f   I - a n d   P - c h ar ac ter is tic s .   So lar   P ce ll  is   b u ilt f r o m   c u r r en s o u r ce   p ar allel  w ith   d io d ( D) ,   s h u n t r esi s tan ce   ( R sh )   an d   s er ies r esi s tan ce   ( R s )   [ 1 ] - [ 6 ] .     T h ap p licatio n s   o f   ar tif icial  i n telli g e n in   s o lar   P g en er at io n   s y s te m   h a v b ee n   p r o p o s ed   [ 6 ] - [ 9 ] .   Neu r al  n et w o r k   ( NN)   is   o n o f   th p o p u lar   ar tif icial  in te lli g en ts .   A d v a n ta g es  o f   NN  ar ea s y   in   tr ai n in g   an d   s i m p le  ar ch itec tu r e.   Ho w e v er ,   NN  h as  s ev er al  d r a w b ac k s   s u ch   as  i n   d eter m in i n g   n u m b er   h id d en   la y er s   an d   n u m b er   n e u r o n s   in   h id d en   la y er   [ 1 0 ] - [ 1 6 ] .   T h ese  m atter s   ca n   b s o lv ed   b y   s el f   co n s tr u ct i n g   n e u r al  n et w o r k   ( SC NN) .   S C NN   ca n   au to m ati ca ll y   co n s tr u ct  n u m b er   o f   n e u r o n s   i n   h id d en   la y er   a n d   n u m b er   o f   h id d en   la y er s   [ 1 1 ] - [ 1 3 ] .   I n   th is   p ap er ,   SC NN  is   u s ed   to   cr ea te  s o lar   P V   ce ll  m o d el .   T h is   SC NN  tech n iq u i m p r o v es  t h e   ac cu r ac y   o f   elec tr ical  ch ar ac ter is tic  b eh a v io r   o f   s o lar   P ce ll.  T h ef f ec ti v e n es s   o f   SC NN  m et h o d   is   ev alu a ted   u s in g   s i m u latio n   r esu lt s   b ased   o n   v ar y i n g   s o lar   r ad iatio n ,   te m p er at u r an d   s er i es  r esis tan ce .   T h is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       S C N N   B a s ed   E lectr ica l Ch a r a cteris tic s   o S o la r   P h o to vo lta i C ell  Mo d el  ( B a mb a n g   P u r w a h yu d i)   3199   p ap er   is   o r g an ized   as f o llo w s th s o lar   P ce ll  m o d el  is   d e s cr ib ed   in   Sectio n   2 ; Sec tio n   3   s h o w s   th p r in c ip al  o f   SC NN;  Sec tio n   4   s h o w s   th e   d esig n   o f   SC N s o lar   P ce l m o d el;  t h ef f ec t iv e n es s   o f   t h p r o p o s ed   SC NN   m et h o d   is   clar if ied   th r o u g h   MA T L A B SIM U L I NK  s i m u latio n   w h ic h   i s   p r esen ted   in   Sectio n   5 th e   co n clu s io n ,   an d   r ef er e n ce s   li s t   en d   th is   p ap er .       2.   SO L AR  P H O T O VO L T A I CE L L   M O DE L   T h m ain   co m p o n e n o f   s o lar   p o w er   g e n er atio n   s y s te m s   is   p h o to v o ltaic  ( P V) .   P ce ll  o r   k n o w n   a s   th s o lar   p an els   ar m ad f r o m   s e m ico n d u cto r   m ater ial s   s u ch   as   s i lico n   a n d   g er m a n i u m .   W h en   t h s u n li g h t   r ea ch es  t h P ce ll,  t h s ilic o n   ato m   w ill  r elea s elec tr o n s .   T h elec tr o n s   w il f lo w   m ak in g   t h elec tr ic  cir cu it,  s o   t h at  elec tr ical  e n er g y   ca n   b g e n er ated .   T h is   P ce ll  ca n   b co n n ec ted   in   s er ies  o r   p ar allel  to   p r o d u ce   th d esire d   v o ltag an d   cu r r en t .   T h p er f o r m a n ce s   o f   t h P c ell  d ep en d   o n   t h i n te n s it y   o f   t h s u n li g h t.   W ea th er   co n d itio n s   s u c h   a s   clo u d s   an d   f o g   a f f ec s o lar   e n er g y   r ec ei v ed   b y   P ce ll,  s o   t h at  t h e y   w ill  i n f l u en ce   t h p er f o r m a n ce   o f   t h P ce ll.  T h s i m p le  eq u i v alen ci r cu it  o f   s o lar   P ce ll  is   cu r r en s o u r ce   p ar allel  w it h   d io d e.   So lar   ce ll  m o d el   is   s h o w n   i n   Fi g u r 1 .   T h s o lar   P ce ll  m o d el  co n s i s ts   o f   cu r r en s o u r ce   ( I ph ) ,   d io d ( D) ,   a   s h u n t   r esis ta n ce   ( R sh ) ,   an d   s er ies r esis ta n ce   ( R s [1 ] - [ 6] .       R s R s h D I p h I p v V p v I D I R s h     Fig u r 1 .   E q u iv ale n t c ir cu it o f   s o lar   P ce ll       Dio d d eter m i n es t h I - ch ar ac ter is tics   o f   P ce ll.  C u r r en s o u r ce   o u tp u is   p r o p o r tio n al  to   th lig h t   f alli n g   o n   t h P ce ll.  Op en   ci r cu it v o lta g i n cr ea s es   as t h l o g ar ith m   ac co r d in g   S h o ck le y   d io d eq u atio n   th at   d escr ib es  th i n ter d ep en d en c b et w ee n   th v o lta g an d   c u r r en i n   P ce ll  as  s h o w n   i n   eq u atio n   ( 1 )   an d   eq u atio n   ( 2 ) .     1 / 0 kT qU PV e I I I                 ( 1 )     O PV I I I q kT V 1 ln                 ( 2 )     w h er e   k T q V I 0   an d   I PV   ar r esp ec tiv el y   B o ltz m a n   co n s ta n t ( 1 . 3 8 0 6   x   1 0 - 23   J /K) ,   tem p er atu r ( 0 K) elec tr o n   ch ar g e   (1 . 6 0 2 1   x   1 0 - 19   C ) ,   th P ce ll  ter m i n al  v o lta g e th r ev er s s at u r atio n   cu r r en an d   th li g h g en er ated   cu r r en t.  Fro m   eq u atio n   ( 1 )   an d   eq u atio n   ( 2 )   ca n   b d eter m i n ed   th e   ch ar ac ter is tics   o f   t h s o lar   p an el.   T h at  is   th I - c h ar ac ter is tic s   an d   th P - ch ar ac ter is tics .   T h ese  ch ar ac ter is tic s   o f   th P ce ll   ar n o n - li n ea r   an d   m o r i n f lu e n ce d   b y   t h in te n s i t y   o f   s o lar   r ad iatio n   an d   te m p e r atu r o f   P ce ll su r f ac e   [1 ] - [ 6 ] .       3.   P RINCI P A L   O F   SE L F   CO NST RU CT I N G   NE URAL N E T WO RK   A r ti f icial  n eu r al  n e t w o r k   ( ANN)   is   m ac h i n th at  th wo r k   p r in cip le  em u late s   th h u m an   b r ain .   A N h a s   th ab il ities   o f   lear n in g   a n d   g e n er aliza tio n .   Stru ctu r o f   A N co n s i s t s   o f   t h r ee   la y er s ,   an   in p u la y er ,   o n o r   m o r h id d en   la y er s ,   an d   an   o u tp u la y er .   Desi g n   o f   A NN  i s   co n d u cted   in   t wo   s tep s .   First  s tep   is   d eter m in i n g   o f   its   s tr u ctu r c o n s is o f   th n u m b er   o f   n e u r o n s   in   h id d en   la y er s   an d   th e   n u m b er   o f   h id d en   la y er s .   Seco n d   s tep   is   d eter m i n in g   o f   th e   d esire d   e r r o r   v al u an d   m a x i m u m   lear n i n g   ep o ch .   Dete r m i n in g   o f   th n u m b er   o f   n e u r o n s   i n   th h id d en   la y er   an d   th n u m b er   o f   h id d en   la y er s   is   g en er all y   d o n tr ial  an d   er r o r   [ 1 0 ] - [ 1 6 ] .   T h d is ad v an ta g es  o f   ANN  ca n   b s o l v ed   b y   Self   C o n s tr u cti n g   Ne u r al  Net w o r k   ( SC NN)   m et h o d .   B asic  s tr u ct u r o f   s elf   co n s tr u ctin g   n e u r al  n et w o r k   ( S C NN)   is   ar tif icial  n eu r al  n et w o r k   ( ANN) .   T h d if f er e n b et w ee n   b o th   m et h o d s   is   in   d eter m in i n g   th s tr u ct u r es.  SC NN  ca n   a u to m atica ll y   ar r an g n u m b er   o f   n eu r o n s   i n   h id d en   la y er   an d   n u m b er   o f   h id d en   la y er .   Str u ct u r o f   SC NN  i s   s h o w n   i n   Fi g u r 2   [ 1 1 ] - [ 1 3 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 1 9 8     3 2 0 6   3200   I n p u t   L a y e r H i d d e n   L a y e r   O u t p u t   L a y e r . . . . . . I n p u t   1 I n p u t   2 O u t p u t     Fig u r 2 .   Stru ct u r o f   SC N N       T h d eter m i n i n g   p r o ce s s   o f   S C NN  s tr u ct u r ca n   b d escr ib ed   u s i n g   f lo w c h ar s h o w n   i n   Fig u r 3 .   T h n u m b er   o f   n e u r o n   i n   h id d en   la y er s   w ill a u to m atica ll y   i n cr ea s w h e n   er r o r   is   g r ea ter   th an   m ax i m u m   er r o r .   An d   also ,   t h n u m b er   o f   h id d en   la y er s   w il i n cr ea s w h e n   m ax i m u m   er r o r   is   s m aller   th an   er r o r   an d   th e   n u m b er   o f   n e u r o n s   in   h id d en   l a y er   is   s m aller   t h an   m a x i m u m   n eu r o n s .           S t a r t S C N N   p a r a m e t e r s m a x n e u , m a x h i d , m a x e r r n e u   =   n e u   +   1 t r a i n i n g   p r o c e s s o f   S C N N e r r < m a x e r r n e u = m a x n e u h i d = m a x h i d h i d = h i d + 1 n e u = 1 s a v e t r a i n i n g r e s u l t S t o p T T T Y Y Y     Fig u r 3 .   Flo w c h ar t   o f   S C NN   p r o ce s s       4.   D E S I G O F   SCNN  P H O T O VO L T A I ( P V)   CE L L   M O DE L   SC NN   s o lar   P m o d el  i s   d e s ig n ed   to   i m itate  elec tr ical  c h ar ac ter is tic   b eh a v io r   o f   s o la r   P ce ll.  SC NN   s o lar   P m o d el   is   s h o w n   i n   Fi g u r 4 .   SC NN   s o lar   P m o d el   h a v t h r ee   i n p u t s   a n d   t w o   o u tp u ts   s u c h   as  s o lar   r ad iatio n   ( S),   ce ll   t e m p er atu r ( T ) ,   s er ies  r esi s t o r   ( R s ) ,   ce ll  c u r r en ( I pv )   a n d   ce ll  p o w er   ( P pv ) ,   r esp ec tiv el y .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       S C N N   B a s ed   E lectr ica l Ch a r a cteris tic s   o S o la r   P h o to vo lta i C ell  Mo d el  ( B a mb a n g   P u r w a h yu d i)   3201   P V   M o d e l w i t h   S C N N I p v * T S R S P p v *     Fig u r 4 .   SC NN  s o lar   P m o d el       SC NN   s o lar   P m o d el   i s   b ase d   o n   i n p u t   an d   o u tp u v al u es  o f   m at h e m a tical  m o d el  o f   s o l ar   P ce ll.   T h is   SC N s o lar   P m o d el  m u s b tr ai n ed   b ef o r b ein g   u s ed   as  s o lar   P m o d el.   T h tr ai n i n g   p r o ce s s   o SC NN  m et h o d   ca n   b s ee n   in   Fi g u r 5 .   T r ain in g   al g o r ith m   o f   SC N N   s o lar   P ce ll  m o d el   u s es   b ac k p r o p ag atio n .   Data   tr ain i n g   o f   S C NN  is   ta k e n   f r o m   m at h e m atica m o d el  o f   s o lar   P ce ll.       P V   M o d e l S C N N + - + - B a c k p r o p a g a t i o n I p v P p v I p v * P p v * e I e P T S R S     Fig u r 5 .   T r ain in g   p r o ce s s   o f   SC NN  s o lar   P ce ll       5.   S I M UL AT I O R E S UL T   A ND  DIS C USS I O N   T h ef f ec tiv e n e s s   o f   t h p r o p o s ed   SC NN   P ce ll  m o d el  is   test ed   b y   SIM U L I NK/ MA T L A B   s i m u lat io n .   T h er ef o r e,   SC NN   P ce ll  m o d el  is   co m p ar ed   w it h   t h m at h e m atica m o d el  o f   P m o d el  b ased   o n   ch an g o f   o p er atin g   co n d it io n s   s u ch   as   s o lar   r ad iatio n   ( S ) ,   tem p er atu r ( T )   an d   s er ies  r esis ta n ce   ( R S ) .   T h e   p ar am eter s   o f   s o lar   P ce ll  a n d   t h p ar a m eter s   o f   S C NN  e m p lo y ed   i n   s i m u latio n   ar s h o w n   i n   T ab le  1   ca n   b s ee n   in   T ab le  2 .         T ab le  1 .   E lectr ical  s p ec if icatio n   o f   t h s o lar   P m o d u le   P a r a me t e r   V a l u e   M a x i m u m   P o w e r   ( P PV )   6 0   W   V o l t a g e   a t   M a x .   P o w e r   ( V MP )   1 7 . 1   V   C u r r e n t   a t   M a x .   P o w e r   ( I MP )   3 . 4   A   O p e n   C i r c u i t   V o l t a g e   ( V O C )   2 1 . 1   V   S h o r t   C i r c u i t   C u r r e n t   ( I S C )   3 . 8   A       T ab le  2.   T h p ar am eter s   o f   S C NN   P a r a me t e r   V a l u e   M a x i m u m   H i d e n   L a y e r s   5   M a x i m u m   N e u r o n s i n   H i d d e n   L a y e r   20   M a x i m u m   Er r o r   1e - 4   M a x i m u m   Ep o c h   1 0 0 0       SC NN   m u s b tr ai n ed   b ef o r e   b ein g   u s ed   a s   s o lar   P ce l m o d el.   T h tr ain i n g   p r o ce s s   p r o v id es  t h e   o p tim a s tr u ct u r o f   SC NN.   T h tr ain in g   r es u lt s   o f   S C NN   s o lar   P m o d el  f o r   I - c h ar ac ter is tics   a n d   P - ch ar ac ter is tic s   ar s h o w n   i n   T ab le  3 .   T h p e r f o r m a n ce   o f   S C NN  d u r i n g   t h tr ain i n g   p r o c ess   ca n   b s ee n   i n   Fig u r 6   an d   Fig u r 7 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 1 9 8     3 2 0 6   3202   T ab le  3 .   T h tr ain in g   r esu lt s   o f   S C NN  s o lar   P m o d el   P a r a me t e r   I - V   C h a r a c t e r i s t i c   P - V   C h a r a c t e r i st i c   N u mb e r   o f   H i d e n   L a y e r s   1   3   N u mb e r   o f     N e u r o n i n   H i d d e n   L a y e r   9   13   Ep o c h s   2 1 5   2 4 6           Fig u r 6 P er f o r m a n ce   o f   S C N s o lar   P m o d el  f o r   th I - c h ar ac ter is tic s           Fig u r 7 P er f o r m a n ce   o f   S C N s o lar   P m o d el  f o r   th P - c h ar ac ter is tic s       5 . 1 .   I nfluence s   o f   So la Ra dia t io n Va ria t io n   T h v ar iatio n s   o f   s o lar   r ad iatio n   in   s i m u latio n   p r o ce s s   ar 1   k W /m 2 ,   0 . 8   k W / m 2 ,   0 . 6   k W / m 2 ,   0 . 4   k W / m 2   an d   0 . 2   k W / m 2 ,   r esp e ctiv el y .   Fi g u r 8   s h o w   th I - ch ar ac ter is t ic s   f o r   v ar iatio n   o f   s o lar   r ad iatio n s .   T h s i m u la tio n   r esu lts   o f   t h p r o p o s ed   SC NN  m o d el  an d   th m at h e m atica m o d el  o f   th s o lar   P V   ce ll  ar e   s h o w n   b y   t h cir cu lar   ( o )   an d   s o lid   lin e.   Fro m   F ig u r 8   ca n   b s ee n   th at  s h o r cir cu it  cu r r e n an d   o p en   cir cu it  v o ltag o f   s o lar   p h o to v o ltaic  c ell  w i ll in cr ea s w h e n   s o lar   r ad iatio n   in cr ea s e.   Fig u r 9   s h o w   P - c h ar ac ter is tic s   f o r   s o lar   r ad iatio n   v ar i atio n .   T h s i m u latio n   o f   t h p r o p o s ed   SC NN  m o d el  a n d   th m at h e m atica m o d el  o f   th s o lar   P ce ll  ar s h o w n   b y   t h cir cu lar   ( o )   an d   s o lid   lin e.   Fig u r 9   s h o w   t h a m a x i m u m   p o w er   an d   o p en   cir cu i v o lta g o f   s o lar   p h o to v o lta ic  ce ll  w il i n cr ea s w h e n   s o lar   r ad iatio n   in cr ea s e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       S C N N   B a s ed   E lectr ica l Ch a r a cteris tic s   o S o la r   P h o to vo lta i C ell  Mo d el  ( B a mb a n g   P u r w a h yu d i)   3203       Fig u r 8 .   T h I - ch ar ac ter is ti c s   f o r   v ar iatio n   o f   s o lar   r ad iatio n           Fig u r 9 .   T h P - ch ar ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   s o lar   r ad iatio n       5 . 2 .   I nfluence s   o f   T e m pera t ure  Va ria t io n   T h te m p er atu r v ar iatio n s   ar r esp ec tiv el y   0   0 C ,   2 5   0 C ,   5 0   0 C ,   7 5   0 C   a n d   1 0 0   0 C .   Fig u r 10   s h o w   I - ch ar ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   te m p er at u r e.   T h s i m u l atio n   o f   t h p r o p o s ed   SC N m o d el  a n d   t h m at h e m a tical  m o d el  o f   t h s o lar   P ce ll  a r s h o w n   b y   th ci r cu lar   ( o )   an d   s o lid   lin e.   Sh o r cir cu it  cu r r en o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll  w i ll  i n cr ea s w h e n   ce ll  te m p er atu r in cr ea s e.   Ho w e v er ,   o p en   cir cu it  v o l tag o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll  w ill d ec r ea s e   w h en   te m p er atu r i n cr ea s e.           Fig u r 10 T h I - ch ar ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   ce ll te m p e r atu r e   0 4 8 12 16 20 24 0 1 2 3 4 5 V p v ( V ) I p v( A ) 1 k W / m2 0 . 8 k W / m2 0 . 6 k W / m2 0 . 4 k W / m2 0 . 2 k W / m2 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 70 V p v ( V ) P p v( W ) 0 . 6 k W / m2 0 . 4 k W / m2 0 . 2 k W / m2 0 . 8 k W / m2 1 k W / m2 0 4 8 12 16 20 24 0 1 2 3 4 5 V p v ( V ) I p v( A ) 100deC 50deC 25deC 0deC 75deC Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 1 9 8     3 2 0 6   3204   Fig u r 11   s h o w   th P - c h a r ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   c ell  te m p er at u r e.   T h s i m u la ti o n   o f   t h p r o p o s ed   SC NN   m o d el  an d   th m at h e m atica m o d el  o f   t h e   s o lar   P ce ll  a r s h o w n   b y   t h cir cu lar   ( o )   an d   s o lid   lin e.   Ma x i m u m   p o w er   an d   o p en   cir cu it  v o ltag o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll  w ill  d ec r ea s w h e n   te m p er atu r i n cr ea s e.           Fig u r e   11 T h P - ch ar ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   ce l l te m p er atu r e       5 . 3 .   I nfluence s   o f   Series R esi s t a n ce   Va ria t io n   I n   th e   s i m u latio n ,   th c h a n g e s   o f   s er ies  r esi s ta n ce   ar 0   ,   5   m ,   1 0   m ,   1 5   m   a n d   2 0   m ,   r esp ec tiv el y .   Fi g u r 1 2   s h o th I - c h ar ac ter is t ic s   f o r   v ar iatio n   o f   s er ies   r esis to r .   T h s i m u latio n   o f   t h e   p r o p o s ed   SC NN  m o d el  an d   th m at h e m atica m o d el  o f   t h e   s o lar   P ce ll  a r s h o w n   b y   th cir cu lar   ( o )   an d   s o lid   lin e.   Sh o r cir cu it  c u r r en an d   o p en   cir cu it  v o ltag o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll  w ill  n o ch an g w h e n   t h er ar v ar iatio n   o f   s er ies  r esi s t o r .   T h v ar iatio n   o f   s er ies  r esis ta n ce   ca u s es  t h s lo p an g le  o f   t h I - ch ar ac ter is tic s .           Fig u r 1 2 T h I - ch ar ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   s er ie s   r esi s tan ce       Fig u r 1 3   s h o w   th P - c h a r ac ter is tic s   f o r   ch an g e   o f   s er ies  r esis to r .   Ma x i m u m   p o w e r   o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll   w ill   d ec r ea s s er ies  r e s is ta n ce   in cr ea s e.   Ho w e v er ,   o p en   cir c u it  v o lta g o f   s o lar   p h o to v o ltai c   ce ll st il l c o n s ta n t.     0 4 8 12 16 20 24 0 10 20 30 40 50 60 70 V p v ( V ) P p v( W ) 0degC 25degC 75degC 50degC 100degC 0 4 8 12 16 20 24 0 1 2 3 4 5 V p v ( V ) I p v( A ) 0 . 0 2 0 0 . 0 1 5 0 . 0 0 5   0   0 . 0 1 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       S C N N   B a s ed   E lectr ica l Ch a r a cteris tic s   o S o la r   P h o to vo lta i C ell  Mo d el  ( B a mb a n g   P u r w a h yu d i)   3205       Fig u r e   1 3 T h P - ch ar ac ter is tic s   f o r   v ar iatio n   o f   s er ies r es is tan ce       6.   CO NCLU SI O N     Self   co n s tr u ct in g   n e u r al  n et wo r k   ( SC NN)   b ased   elec tr ical  ch ar ac ter is tic  o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll  m o d el   h a s   b ee n   p r ese n ted   a n d   d is cu s s ed .   S C C tec h n iq u is   u s ed   to   i m p r o v ac cu r atel y   t h elec tr ical   ch ar ac ter is tic  o f   s o lar   p h o to v o ltaic  ce ll   m o d el.   T h e f f ec tiv e n ess   o f   SC C N   tech n iq u i s   clar i f ied   b y   s i m u lat io n   an d   co m p ar ed   w it h   m ate m atica m o d el  o f   s o lar   P m o d el .   Si m u la tio n   is   d o n e   b y   th ch a n g o f   o p er atin g   co n d itio n s   s u c h   as   th s o lar   r ad iatio n   ( S),   te m p e r atu r ( T )   an d   s er ies  r esis tan ce   ( R s ) .   Si m u latio n   r esu lt s   s h o w   t h at  S C NN   s o lar   PV   ce ll  m o d el  ca n   p r o d u ce   th I - an d   P - c h ar ac ter i s tic ac co r d in g   to   th e   ch ar ac ter is tic s   o f   s o lar   P ce ll .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h is   p ap er   is   s u p p o r ted   an d   f u n d ed   b y   Mi n i s tr y   o f   R e s ea r ch ,   T ec h n o lo g y   an d   Hi g h er   E d u ca tio n   R ep u b lic  o f   I n d o n e s ia  t h r o u g h   C o o r d in atio n   o f   P u b lic  Hi g h e r   E d u ca tio n ,   R eg io n   VI I   E ast J av a   in   2 0 1 6 .       RE F E R E NC E S   [1 ]   R.   Ch e n n i,   e a l. De tailed   M o d e ll i n g   M e th o d   f o P h o to v o lt a i c   Ce ll s ,   En e rg y ,   El se v i e r ,   v ol /i s su e :   32 ( 9 ) ,   pp 1 7 2 4 - 1 7 3 0 2 0 0 7 .   [2 ]   J.  S .   Ku m a ri  a n d   C.   S .   Ba b u ,   M a th e m a ti c a M o d e ll i n g   a n d   S im u latio n   o f   P h o t o v o lt a ic Ce ll   u si n g   M a tl a b - S im u li n k   En v iro n m e n t ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o E lec trica a n   C o mp u ter   En g in e e rin g v ol / issu e 2 ( 1 ) pp .   2 6 - 34 2 0 1 2 .   [3 ]   J .   Bik a n e ria,  e a l. ,   M o d e li n g   a n d   sim u latio n   o f   P V   c e ll   u sin g   o n e - d io d e   m o d e l,   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   S c ien ti fi c   a n d   Res e a rc h   P u b l ica ti o n s v ol /i ss u e 3 ( 10 ) ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 3 .   [4 ]   S .   S h o n g w e   a n d   M .   Ha n if ,   Co m p a ra ti v e   a n a l y sis  o f   d iffere n sin g le - d io d e   P V   m o d e li n g   m e th o d s,”  IEE J o u rn a l   o P h o t o v o lt a ic v ol / issu e 5 ( 3 ) ,   p p .   9 3 8 - 9 4 6 2 0 1 5 .   [5 ]   E.   Ba tze li s,  e a l. ,   Dire c M P P   c a lcu latio n   in   term o f   th e   sin g le - d io d e   P V   m o d e p a ra m e t e r,   IE EE   T ra n s a c ti o n   o n   E n e rg y   Co n v e rs io n v ol /i ss u e 30 ( 1 ) ,   p p .   2 2 6 - 2 3 6 2 0 1 5 .   [6 ]   F .   Bo n a n n o ,   e a l . ,   A   r a d ial  b a sis  f u c ti o n   n e u ra n e tw o rk   b a se d   a p p ro a c h   f o th e   e lec tri c a c h a ra c teristics   e sti m a ti o n   o f   a   p h o t o v o lt a ic m o d u le,”  Ap p li e d   En e rg y v o l.   9 7 ,   p p .   9 5 6 - 9 6 1 2 0 1 2 .   [7 ]   N .   M o h a m m a d ,   e a l. Im p ro v e d   S o lar  P h o t o v o lt a ic  A rra y   M o d e w it h   F L Ba se d   M a x i m u m   P o w e P o in t   T ra c k in g ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g , v ol /i ss u e :   2 ( 6 ) pp .   7 1 7 - 7 2 9 2 0 1 2 .   [8 ]   S .   Ka rth ik a ,   e a l . ,   F u z z y   L o g i c   Ba se d   M a x i m u m   P o w e P o i n T ra c k in g   De sig n   f o 1 0   k W   S o lar  P h o to v o lt a ic  S y st e m   w it h   Di ff e r e n M e m b e rsh ip   F u n c ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica l,   Co mp u t e r,  En e rg e ti c ,   El e c tro n ic a n d   Co mm u n ica ti o n   E n g i n e e rin g v ol /i ss u e 8 ( 6 ) ,   p p .   1 0 1 5 - 1 0 1 9 2 0 1 4 .   [9 ]   A E .   F il a li ,   e a l. ,   M o d e li n g   a n d   sim u latio n   o f   p h o t o v o lt a ic  s y ste m   e m p lo y in g   p e rtu rb   a n d   o b se re   M P P T   a lg o rit h m   a n d   f u z z y   lo g ic  c o n tro l ,   J o u rn a o T h e o re ti c a l   a n d   Ap p li e d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y   ( J AT IT ) ,   v ol / issu e :   89 ( 2 ) ,   p p .   4 7 0 - 4 7 5 2 0 1 6 .   [1 0 ]   B .   P u rw a h y u d i,   e a l. ,   P e r b a n d i n g a n   Ne u ra Ne t w o rk   ( NN Ob s e rv e d a n   N e u ra Ne t w o rk     Ge n e ti c   A lg o rit h m   (NN - GA Ob se rv e u n tu k   Esti m a si  Ke c e p a tan   M o to r   In d u k si,”  S e min a N a sio n a l   Ap li k a si  T e k n o lo g I n fo rm a s i   2 0 0 5   ( S NAT 2 0 0 5 ) ,   Yo g y a k a rta,  In d o n e sia ,   p p .   C 71 - C 7 7 ,   2 0 0 5 .   [1 1 ]   H.   C.   L u   a n d   M .   H.  Ch a n g ,   On li n e   S p e e d   Co n tro o f   P e rm a n e n M a g n e S y n c h ro n o u M o to Us in g   S e lf   Co n stru c ti n g   Re c u rre n F u z z y   Ne u ra Ne t w o rk ,   Pro c e e d in g   o th e   7 th   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   M a c h in e   L e a rn in g   a n d   Cy b e rn e ti c s,  K u n m in g ,   Ch i n a ,   p p .   3 8 5 7 - 3 8 6 2 2 0 0 8 .   [1 2 ]   J.  S .   L e e ,   e a l. ,   S e l f   Or g a n izin g   Ne u ra N e t w o rk b y   Co n stru c ti o n   a n d   P ru n i n g ,   IEI CE  T ra n sa c ti o n   o n   In fo rm a t io n   &   S y ste m v ol /i ss u e :   E8 7 - D ( 11 ) ,   p p .   2 4 8 9 - 2 4 9 8 2 0 0 4 .   0 5 10 15 16 20 24 0 10 20 30 40 50 60 70 V p v ( V ) P p v( W ) 0 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7   :   3 1 9 8     3 2 0 6   3206   [1 3 ]   C F .   Hs u ,   In telli g e n P o siti o n   T ra c k in g   Co n tro f o L CM   Driv e   Us in g   S tab le  On li n e   S e lf   Co n stru c ti n g   Re c u rre n t   Ne u ra Ne tw o rk   Co n tro ll e w it h   Bo u n d   A rc h it e c tu re ,   Co n tro En g in e e rin g   Pra c ti c e v o l .   1 7 ,   p p .   7 1 4 - 7 2 2 2 0 0 9 .   [1 4 ]   B .   P u rw a h y u d i,   e a l. ,   F e e d - f o r w o rd   n e u ra n e tw o rk   f o d irec to rq u e   c o n tr o l   o f   in d u c ti o n   m o to r ,   I n ter n a ti o n a l   J o u rn a o In n o v a ti v e   Co mp u ti n g ,   In fo rm a ti o n   a n d   Co n tro l   ( IJ ICIC ) v ol /i ss u e 7 ( 11 ) ,   p p .   6 1 3 5 - 6 1 4 5 2 0 1 1 .   [1 5 ]   B .   P u rw a h y u d i,   e a l. ,   RNN   b a se d   ro to f lu x   a n d   sp e e d   e stim a ti o n   o f   in d u c ti o n   m o to r,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o f   Po we r E lec trin ics   a n d   Dr ive   S y st e m ( IJ PE DS ) , v ol /i ss u e 1 ( 1 ) pp 58 - 64 2 0 1 1 .   [1 6 ]   B .   P u rw a h y u d i,   e a l. ,   Ne u ra n e tw o rk   tec h n iq u e   f o d irec to r q u e   c o n tro o f   in d u c ti o n   m o to u se d   i n   e lec tri c a ll y   d riv e n   m a rin e   p ro p e ll e r,   I n ter n a t io n a J o u rn a o f   Aca d e mic   Res e a rc h v o l/ issu e 3 ( 5 ) ,   p p .   3 5 8 - 3 6 4 2 0 1 1 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       B a m b a n g   Pu r w a h y u d i   re c e iv e d   h is  b a c h e lo r,   m a ste a n d   d o c to d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   In stit u T e k n o lo g S e p u lu h   No p e m b e r   (IT S S u ra b a y a ,   In d o n e sia ,   in   1 9 9 5 ,   2 0 0 5   a n d   2 0 1 3   re sp e c ti v e l y .   He   h a s   jo in e d   Bh a y a n g k a ra   Un iv e rsit y   o f   S u ra b a y a ,   In d o n e sia ,   sin c e   2 0 0 0 .   His  a re a o f   in tere st  a re   si m u latio n   a n d   d e sig n   o f   p o we e le c tro n i c a n d   d riv e s,  p o w e r   q u a li ty ,   re n e wa b le en e rg y ,   a n d   a rti f icia in telli g e n a p p li c a ti o n .     K u sp ija n i   re c e iv e d   h e b a c h e lo in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   B ra w ij a y a   Un iv e rsit y ,   M a lan g ,   In d o n e sia   in   1 9 8 6   a n d   M a ste r   d e g re e   in   tec h n o lo g y   m a n a g e m e n f ro m   In stit u T e k n o lo g i   S e p u l u h   No p e m b e (IT S S u ra b a y a   in   2 0 1 0 .   S h e   h a jo in e d   Bh a y a n g k a ra   Un iv e rsit y   S u ra b a y a ,   In d o n e sia ,   sin c e   1 9 8 7 .   He re se a rc h   in tere st  o n   d istri b u ti o n   p o w e s y ste m ,   p o we s y ste m s   a n d   p o w e s y ste m   g e n e ra ti o n .     Ahm a d i   re c e i v e d   h is  b a c h e lo in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   Bh a y a n g k a ra   Un iv e rsit y   S u ra b a y a ,   In d o n e sia   in   2 0 0 0   a n d   M a ste r   d e g re e   in   c o n tro l   e n g in e e rin g   f ro m   In stit u T e k n o lo g S e p u l u h   No p e m b e (IT S S u ra b a y a   in   2 0 1 4 .   S h e   h a j o in e d   Bh a y a n g k a r a   U n iv e rsity   S u ra b a y a ,   In d o n e sia ,   sin c e   2 0 1 6 .   His  re se a rc h   in tere st  a re   o n   p o w e e lec tro n ics ,   in d u s tri a c o n tro sy st e m ,   a rti f icia l   in telli g e n a p p li c a ti o n ,   a n d   r o b o ti c .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.