I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   5 8 8 ~ 5 9 9   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 14 . i 3 . pp 588 - 599           588     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   M itiga ting mis ma tch  po we r los ses  i n pho tov o ltaic sy stems und er  pa rtial sha ding a   co mpa ra tive stud y  of series - pa ra lle l and  a lternativ e config ura tions       Ra g ha d Adee b O t hm a n ,   O ma Sh a ra f   Al - Dee Yehy a   Al - Yo zba k y ,   Ali A bb a wi  M o ha m m ed  Ala bb a wi   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   M o su l ,   M o su l ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   1 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   2 3 ,   2 0 2 5       Util izin g   t h e   p h o to v o lt a ic  e ffe c t,   p h o t o v o lt a ic  (P V)  sy ste m a re   a   p o p u lar  tec h n iq u e   fo r   c a p tu r in g   so lar  e n e rg y   a n d   t u r n in g   su n li g h t   i n to   e lec tri c it y .   Ho we v e r,   e n v iro n m e n tal  fa c to r s,  e sp e c ially   sh a d e ,   sig n ifi c a n t ly   imp a c t   p h o to v o lt a ic  sy ste m   e fficie n c y .   S h a d o ws   c a st  o n   P p a n e ls  b y   su rro u n d i n g   stru c tu re s,  tree s,  a c c u m u late d   d ir t,   c lo u d s,   a n d   d e b r is  c a n   se rio u s ly   imp a ir   th e ir  p e rf o rm a n c e .   Th e   p u r p o se   o th is  stu d y   wa to   i n v e sti g a te  h o sh a d e   a ffe c ts  p h o t o v o lt a ic  s y ste m u ti l ize d   in   re sid e n t ial  se tt i n g s.   S e r i e s - p a ra ll e (S P t o p o lo g y   fo r   P s y ste m   h a v e   b e e n   in v e stig a ted .   Ad d it i o n a l ly ,   in   th is   wo rk ,   a   P V   sy ste m   o 5   k W   o t h e   re sid e n c e   h o m e   h a b e e n   p ro p o se d   a n d   m u lt c a se o s h a d i n g   e x a m in e d .   Th r o u g h   th e   re su lt o b tai n e d   w h e n   p a rti a l   sh a d in g   wa a p p li e d ,   it   wa f o u n d   th a t h e   h ig h e st  e fficie n c y   o t h e   sy ste m   wa wh e n   p a rti a l   sh a d i n g   irrad i a n c e   (Ir  =   5 0 0   W/m 2 wa a p p li e d   to   o n e   c o lu m n   (5   m o d u les a 8 2 . 8 4 % ,   wh il e   t h e   wo rst   a n d   lea st  e q u ip p e d   c a se   wa s   wh e n   th e   sh a d i n g   wa a p p l ied   to   th e   c o r n e rs  a n d   ra n d o m   sh a d in g   a (8   m o d u les ),   wh e re   th e   e fficie n c y   d e c re a se d   to   a p p ro x ima tely   3 9 . 2 4 %   a n d   4 0 . 6 4 %   re sp e c ti v e l y .   K ey w o r d s :   E n v ir o n m en tal  im p ac t   Par tial sh ad in g     Ph o to v o ltaic  s h ad in g   PV sy s tem   ef f icien cy   So lar   p an el  s h ad o w   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r 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 :   Om ar   Sh ar af   Al - Dee n   Yeh y a   Al - Yo zb ak y   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   C o lleg o f   E n g in ee r i n g Un iv e r s ity   o f   Mo s u l   Mo s u l I r aq   E m ail:  o . y eh y a@ u o m o s u l.e d u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   W h en   co m p a r ed   to   o th er   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s ,   p h o t o v o ltaic  ( PV )   s o u r ce s   a r wi d ely   u s ed   wo r ld wid [ 1 ] [ 5 ] .   PV  ce lls   ar u s ed   in   s o lar   p h o to v o ltaic  s y s tem s   to   co n v er s o lar   r ad iatio n   in to   e n er g y ,   h e n ce   f o s ter in g   t h g lo b al   g r o wth   o f   th PV  s ec to r   [ 6 ] .   T h t o tal  in s talled   PV  ca p ac ity   wo r ld wid e   at  th e   en d   o f   2 0 1 8   was  4 8 0   GW ,   an d   p r o jectio n s   in d icate   t h at  ca p ac ity   will  r e ac h   2 , 8 4 0   GW   b y   2 0 3 0   [ 7 ] .   T h am o u n t   o f   s o lar   r ad iatio n   th at  PV  m o d u le' s   ce lls   r ec eiv af f ec ts   th m o d u le's  p er f o r m a n ce   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   Pas s in g   clo u d s   an d   tall  o b jects  s u r r o u n d i n g   th PV  ar ea   ca n   ca u s s h ad e,   wh ich   is   o n o f   th tr ig g er   ca u s es  f o r   PV  p er f o r m a n ce   d ec lin e   [ 1 0 ] .   I n   h o m es  with   s h ad ed   ar ea s ,   s o lar   en er g y   s y s tem s   ca n   b q u ite  s u cc ess f u th an k s   to   v ar iety   o f   tactics   an d   tech n o lo g ical  ad v an ce m e n ts .     To   ac h iev th r eq u ir ed   v o ltag an d   cu r r e n lev el,   s er ies/ p ar allel  co m b in atio n   o f   PV  m o d u les  f o r m s   s o lar   p h o to v o ltaic  ar r a y   [ 3 ] ,   [ 1 1 ] [ 1 4 ] .   T h e   g en er ate d   o u t p u p o wer   h as  d ir ec an d   in v er s r elatio n s h ip   with   th ese  two   p ar am eter s   ( ir r a d iatio n   an d   tem p er atu r e,   r esp ec tiv ely ) .   As  r esu lt,  "tem p er atu r e an d   "ir r a d iatio n "   v ar iab les ar i m p o r ta n t w h en   i t c o m es to   PV sy s tem s '   ab ilit y   to   g en e r ate  elec tr icity .   Par tial sh ad in g   c o n d itio n s   ( PS C )   o r   n o n - h o m o g e n o u s   ir r ad iatio n   r ef er s   to   v a r y in g   ir r ad iatio n   lev els with in   PV stru c tu r e   [ 1 5 ] [ 1 8 ] .   T h e   p er f o r m an ce   o f   s o lar   p h o to v o ltaic  s y s tem s   i s   g r ea tly   r ed u ce d   b y   s h ad in g ,   wh ich   also   lo wer s   s y s tem   s tab ilit y   an d   en er g y   p r o d u ctio n .   I n   ar ea s   with   s h ad o w,   awa r en ess ,   m o n ito r in g ,   a n d   s y s tem   ad ju s tm e n ts   ar ess en tial  f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mit ig a tin g   mis ma tch   p o w er lo s s es in   p h o to vo lta ic  s ystems   u n d er p a r tia l     ( R a g h a d   A d ee b   Oth ma n )   589   ef f ec tiv en ess .   Ph o to v o ltaic  s y s tem s ,   p h o to v o ltaic  m o d u les,  r ec o n f ig u r atio n ,   PV o r ien tatio n ,   an d   t h im p ac t o f   s o ilin g   an d   p ar tial  s h ad in g   o n   s o lar   en er g y   o u tp u ar th m ain   to p ics  o f   th s tu d y .   I d i s cu s s es   th n eg ativ ef f ec ts   th at  p ar tial  s h ad an d   d u s t   ac cu m u latio n   h a v o n   th p er f o r m a n ce   o f   PV  m o d u les,  h ig h lig h tin g   th e   n ec ess ity   o f   cr ea ti v way s   t o   o p tim ize  en er g y   [ 5 ] ,   [ 1 9 ] [ 2 2 ] .   I f   o p er ated   in   ac c o r d a n ce   with   ec o lo g ical  g o v er n an ce   p r in cip les,  s o lar   h o m s y s tem s   ca n   s u cc es s f u lly   en d   e n er g y   p o v er ty   an d   co n tr ib u te  to   en v ir o n m en tal  p r eser v atio n h o wev er ,   r ef o r m   o f   g o v er n a n ce   is   r eq u ir e d   f o r   lo n g - ter m   s u s tain ab ilit y   [ 2 3 ] B ec au s p h o to v o ltaic  s y s tem s   r ely   o n   d ir ec t   s u n s h in to   cr e ate  elec tr icity ,   th ey   a r p ar tic u lar ly   v u ln er ab le  t o   s h ad co m p a r ed   to   o th e r   en er g y   p r o d u cin g   s y s tem s .   Sig n if i ca n p o wer   lo s s es  an d   in ef f ici en cies  in   th s y s tem   ca n   r esu lt  f r o m   ev en   s in g le   m o d u le  i n   a   PV  ar r ay   b ein g   p ar tially   s h ad ed  .   I is   ess en tial  to   co m p r eh e n d   h o w   s h ad in g   af f ec ts   PV  s y s tem   p er f o r m an ce   in   o r d er   to   m ax im iz en er g y   y ield ,   o p tim ize  d esig n ,   an d   g u ar a n tee  th e   f in an cial  s u s tain ab ilit y   o f   s o lar   en er g y   p r o jects.  T h is   in tr o d u ctio n   ex am in es  th way s   in   wh ich   s h ad im p ac ts   th ef f icien c y   o f   p h o to v o ltai s y s tem s   an d   p r o v id es  tip s   f o r   r e d u cin g   th ese   ef f ec ts   t o   im p r o v e   s y s tem   p er f o r m an ce   as a   wh o le.   T h e   cu r r en t   s tu d y   ex am in es   h o s o lar   PV  ar r a y   o u tp u t   p o wer   v a r ies  with   ir r ad iatio n   l ev el  ( at   co n s tan tem p er atu r e) .   A   s o lar   PV  ar r ay ' s   o u tp u p o wer   u n d er   u n if o r m   illu m in atio n   c o n d itio n s   h as  p ea k   p o in t   th at  co r r esp o n d s   to   its   m ax im u m   p o wer .   n o n - h o m o g en e o u s   ir r ad iatio n   s ce n ar io   r esu lts   in   lo wer   p e ak   p o wer   g en er atio n .   Mism atch   lo s s   ( M L )   is   th ter m   u s ed   to   d escr ib th v ar iatio n   in   g en er ate d   o u tp u p o wer   u n d er   u n if o r m   an d   n o n - h o m o g en eo u s   ir r ad iatio n   lev els  [ 2 4 ] .   No n - h o m o g en e o u s   ir r ad iatio n   r e d u ce s   PV  f ac ilit ie s '   o u tp u p o wer   g e n er atio n   an d   e f f icien cy .         2.   SI G NIF I CAN T   O F   T H I S S T UDY   Ph o to v o ltaic   s y s tem s '   ef f icie n cy   ca n   b s ev er ely   h ar m ed   b y   s h ad in g .   T h p o wer   o u tp u o f   a   p h o to v o ltaic  ar r a y   ca n   b e   s ig n if ican tly   d ec r ea s ed   b y   p a r tially   s h ad in g   ev e n   o n s o lar   p a n e l.  T h is   is   d u e   to   th f ac th at  ce lls   th at   ar s h a d ed   g en er ate  less   cu r r en t,   an d   in   a   s e r ies  co n n ec tio n ,   t h lo west  g en er atin g   ce ll  s ets   th cu r r en lim it.  T h ese  ce lls   lo s p o wer   in s tead   o f   p r o d u cin g   it  wh en   th ey   a r s h ad ed ,   wh ich   co u ld   ca u s e   o v er h ea tin g   an d   d am a g e.   B ec au s th s h ad ed   a n d   u n s h ad ed   ce lls   in   PV  ar r ay   o p er ate  at   d i f f er en l o ca tio n s   o n   th eir   c u r r e n t - v o ltag e   ( I - V )   ch ar ac ter is tics ,   s h ad in g   r esu lts   in   m is m atch   lo s s es.  T h PV  a r r ay ' s   ( I - V )   cu r v is   im p ac ted   b y   s h ad in g ,   wh ich   m ak es  it  m o r ch allen g in g   f o r   th e   m ax im u m   p o wer   p o in tr ac k in g   ( MPPT )   alg o r ith m   t o   d eter m in th e   ac t u al  m ax im u m   p o wer   p o in t.   As  r esu lt,  en e r g y   co n v er s io n   is   l ess   ef f ec tiv e.   W h en   o n p a n el  is   s h ad ed   in   s er ies  co n f ig u r atio n ,   t h cu r r en f lo w in g   th r o u g h   th en tire   s tr in g   is   im p ac ted .   Sh ad in g   in   p ar allel  ar r an g em en m a y   r esu lt  in   an   u n eq u al  p o wer   d i s tr ib u tio n   an d   p o s s ib le  o v er l o ad in g   o f   th s h ad e d   p an els.   Sin ce   th e   s er ies - p ar all el  ( SP )   ar r a n g em en t   is   f r e q u e n tly   u s ed   in   r ea l - wo r ld   s o lar   s y s tem s ,   th ar ticle' s   m ain   g o al  is   to   d em o n s tr ate  its   b en ef its   an d   s u itab ilit y   f o r   r ed u cin g   th e   im p ac ts   o f   p ar tial  s h ad o win g .   Alth o u g h   ad d itio n al  d esig n s   s u ch   as  to tal  cr o s s - tied   ( T C T ) ,   b r id g lin k   ( B L ) ,   an d   h o n e y co m b   ( HC )   a r s ig n if ican t,  th e y   ar n o in clu d e d   in   th is   s tu d y .   T h co m p a r ativ s tu d y   o f   o th e r   co n f ig u r atio n s   is   lef as  p o s s ib le  d ir ec tio n   f o r   f u tu r r esear c h   as th is   wo r k   at tem p ts   to   o f f er   th o r o u g h   in v esti g atio n   o f   th SP   co n f ig u r at io n .       3.   SYST E M   CO NF I G URA T I O N   Ph o to v o ltaic   s y s tem s   tar g et  s o lar   en er g y ,   wh ic h   is   r en ewa b le  en er g y   an d   is   ab u n d a n t in   alm o s t e v er y   p lace .   B y   u s in g   th is   en er g y ,   h o m eo wn e r s   ca n   r ed u ce   th eir   d ep en d en ce   o n   co n v e n tio n al   f o s s il  f u els,  r ed u ce   p o llu tio n ,   co n tr ib u te  to   s u s tain ab ilit y ,   an d   r ed u ce   th eir   ca r b o n   f o o tp r i n t.  E co n o m ically ,   th u s o f   s o lar   en er g y   p r o d u ce s   s ig n if ican t   r ed u ctio n   in   t h b ills   o f   elec tr icity   in   p r o s p ec tiv lo n g   ter m .   I n   th is   w o r k ,   PV  s y s tem   o f   5   k W   f o r   h o m p ur p o s es h as b ee n   s u g g ested   as sh o wn   in   Fig u r e   1 .           Fig u r 1 .   PV sy s tem   f o r   h o m e   ap p licatio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 :   5 8 8 - 599   590   3 . 1 .     P pa nels   In   o r d er   to   s u p p ly   5   k W   in   u n i f o r m   s h ad in g   co n d itio n s ,   2 0   PV  p an els  ar e   co n n ec ted   as  5   PV  p an els  i n   s er ies  with   4   s u ch   g r o u p s   in   p ar allel ,   as  s h o wn   in   Fig u r 2 .   T h o u tp u ( I - V)   an d   ( P - V)   c u r v es  f o r   ea ch   p an el   with   ir r ad ian ce   o f   5 0 0   an d   1 0 0 0   W /m 2   ar e   s h o wn   in   Fig u r e   3 .   T ab le   1   d escr ib es  th e   s p ec if ic atio n   o f   ea c h   p an el.   In   o r d e r   to   o b tain   t h d esire d   p o wer   p r o d u ctio n   u n d er   c o n s is ten s h ad in g   co n d itio n s ,   th PV  s y s tem   is   co n s tr u cted   with   p an els  co n n e cted   in   s er ies  an d   p ar allel.   Fo r   m ax im u m   ef f icien cy ,   ea ch   p a n el  r u n s   at  its   id ea v o ltag an d   c u r r en lev els.  I n   o r d er   to   en s u r t h at  th s y s tem   ca n   s atis f y   th p o wer   r eq u ir e m e n t,  th s er ies  s etu p   r aises   th to tal  v o ltag wh ile  t h p ar allel  co n n ec tio n   im p r o v es  th cu r r en o u tp u t.  T em p e r atu r ch an g es  af f ec t   th p an els'   p er f o r m an ce   b y   s lig h tly   d ec r ea s in g   v o ltag an d   s lig h tly   in cr e asin g   cu r r e n t,   u n d er s co r in g   th s ig n if ican ce   o f   th e r m al  m an a g em en t.  T h e   s y s tem ' s   p er f o r m an ce   cu r v es  s h o h o wel it  ad ap ts   to   v ar ied   s u n s h in s itu atio n s   an d   h o r e liab le  it is   at  v ar io u s   ir r ad ian c lev els.     3 . 2 .     DC  t o   DC  bo o s t   co nv er t er   T h e   c o n v e r te r   is   a   s i g n if ica n t   s tag b e twe en   b o t h   th PV   p a n els  a n d   t h i n v e r te r .   T h b o o s t   co n v e r t er   h e r e   h as  t o   r a is th PV   o u tp u t   v o lt a g t o   v al u es  o f   i n v e r t er   i n p u v o lt ag a n d   i n   t h is   s t a g e ,   t h MPP T   c o n t r o ll er   is   d esi g n   t o   p r o v i d s u it ab le  d u t y   r ati o   ( D )   t o   t h c o n v e r te r   to   ex tr ac t   m ax im u m   p o w e r   f r o m   PV  p a n els  d u r i n g   th e   d a y ,   as s h o w n   i n   Fi g u r 4 .   T h p a r am ete r   o f   s u ch   c o n v e r te r   i n   t h is   w o r k   is   s h o wn   i n   T ab l 2 .   I n   o r d e r   to   m ax im ize  th PV  s y s tem 's  p o wer   an d   ac h iev o p tim al  p er f o r m an ce ,   m a x im u m   p o wer   p o in t   tr ac k in g   is   n ec ess ar y   p r er eq u is ite.   B ec au s o f   its   f u n d am e n tal  s tr u ctu r e,   n u m b e r   o f   r esear ch er s   h av u s ed   th p er tu r b atio n   an d   o b s er v atio n   ( P& O)   an d   i n cr em e n tal  co n n ec tiv ity   ( I C )   m eth o d s   f o r   MPPT  m o d elin g .   C o m p ar ed   to   th P& MPPT   m eth o d ,   th I C - MPPT  alg o r ith m   ca n   tr ac k   ch an g i n g   co n d itio n s   m o r q u ick ly ;   h o wev er ,   it  r eq u ir es  co s tly   an d   co m p lex   c o n tr o ller   a n d   g en er ates  s o m ewh at  u n s tead y   o u tp u p o wer .   I n   co n tr ast,  th P& alg o r ith m ' s   o u tp u p o wer   v ar ies  ar o u n d   MPPT.   p er tu r b   a n d   o b s er v ( P& O)   c o n tr o alg o r ith m   is   p r o p o s ed   in   th is   s tu d y .   I r eq u ir es f ewe r   p ar am e ter s ,   is   in ex p en s iv e,   s im p le  to   d ep lo y ,   a n d   r ea d ily   ad ap tab le  to   in cr ea s ef f icien c y .   I is   n ec ess ar y   to   m ain tain   th o p er atin g   p o in ( v o ltag an d   cu r r en t )   o f   th PV   ar r ay   at  th m ax im u m   p o wer   p o in ( MPP)   b y   m o d if y in g   th e   d u ty   r atio   o f   th b o o s co n v e r ter   u s in g   th P& tech n iq u e.   T h is   is   b ec au s th co n tin u o u s   v ar iatio n   o f   ir r a d ia n ce   th r o u g h o u th d ay   r e s u lts   in   s u p p ly   a d ju s tab le   v alu es o f   b o th   v o ltag an d   cu r r en t f r o m   PV c ells .       1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 6 11 16 2 7 12 17 3 8 13 18 4 9 14 19 5 10 15 20       Fig u r 2 .   ( 5 * 4 )   PV p an el  s y s te m     Fig u r 3 .   I - an d   P - cu r v es  o f   PV p an el  at  ir r ad ian ce   o f   5 0 0   an d   1 0 0 0   W /m 2       T ab le  1 .   PV p an el  p ar am eter s   (PV  p a n e l )   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 M A X )   2 5 0 . 0 0 2   W   V o l t a g e   a t   ma x i m u p o w e r   ( V m p )   3 0 . 6   V   C u r r e n t   a t   ma x i mu p o w e r   ( I mp )   8 . 1 7   A   O p e n   c i r c u i t   v o l t a g e   ( V o c )   3 7 . 6 2   V   S h o r t   c i r c u i t   c u r r e n t   ( I sc)   8 . 5 9   A   Te mp e r a t u r e   c o e f f i c i e n t   o f   V o c   ( K v )   - 0 . 3 5 6 4 %/ o C   Te mp e r a t u r e   c o e f f i c i e n t   o f   I sc  ( K i )   0 . 0 5 3 7 2 5 % / o C     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mit ig a tin g   mis ma tch   p o w er lo s s es in   p h o to vo lta ic  s ystems   u n d er p a r tia l     ( R a g h a d   A d ee b   Oth ma n )   591       Fig u r 4 .   B o o s t c o n v er ter   with   ( P& O)   MPPT  alg o r ith m         T ab le  2 .   B o o s t   co n v er ter   p ar a m eter s   B o o st   c o n v e r t e r   p a r a me t e r s   V a l u e s   I n d u c t a n c e   ( L)   2 . 2 9 4   mH   C a p a c i t o r   1 0 0   µ F   DC l i n k   c a p a c i t o r   7 0 0   µ F   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   5   k H z       3 . 3 .     DC  t o   AC  inv er t er   W h en   o b tain in g   a n   AC   p o wer   s ig n al  f r o m   r e n ewa b le  en er g y   s o u r ce s   ( s u ch   as  b atter y   o r   s o lar   p an el) ,   th in v er ter   is   th o u g h to   b t h m o s cr u cial  co m p o n en t.   DC /A C   in v er ter s   ca n   b e   co n f i g u r ed   with   h al f   o r   co m p lete  H - b r i d g to p o lo g y ,   d ep en d i n g   o n   th g eo m etr y   o f   th p o we r   elec tr o n ic  s witch es.   T h is   wo r k   u s ed   s in g le  p h ase  u n iv er s al  b r i d g i n v er ter   with   p o wer   o f   5   k W ,   in p u t v o ltag o f   4 0 0   v o lts ,   an d   o u tp u t v o ltag 2 2 3   v o lts .   T h in v er ter   co n v er ts   th DC   b o o s co n v er ter   v o ltag to   an   AC   v o ltag ap p lied   to   th lo ad .   T h m ain   cir cu it o f   th two - s tag lo ad - c o n n ec ted   PV sy s tem   is   d escr ib ed   in   Fig u r 5 .           Fig u r 5 .   PV  s y s tem   m o d el  i n   MA T L AB       4.   P V   A RRAY  U ND E P AR T I AL   S H A DING   T h s y s tem   o f   s o lar   ce lls   ca n   p r o v id e   s u f f icien am o u n t   o f   en er g y   f o r   h o m e   ap p licatio n   i n   s tan d ar d   u n if o r m   ir r ad ian ce   co n d itio n s .   T h is   k in d   o f   en er g y   ca n   b e   af f ec ted   d ir ec tly   b y   s h ad i n g   co n d itio n s   an d   its   d u r atio n   d u r in g   th d a y .   Ob v i o u s ly ,   th s o lar   ar r a y   is   ex p o s ed   to   s h ad o w,   wh ic h   n eg ativ e ly   af f ec ts   th s o lar   p an el  elec tr ical  p o we r   o u tp u t.  PV  ar r a y   ty p ically   co n s is ts   o f   m an y   m o d u les  co n n ec ted   t o   o n a n o th er   in   b o th   s er ies  an d   p ar allel  co n f ig u r atio n s .   PV  ar r ay s   ar s aid   to   b u n d er   p h o to v o ltaic  s h ad co n tr o if   m an y   ce lls   in s id e   m o d u le  ar s h ad ed .   Par tial  s h ad in g   lo wer s   th cu r r en f o r   PV  ce ll s   th at  ar s h ad ed   wh ile  p r o d u cin g   h i g h   cu r r en ts   f o r   th o th er   u n s h a d e d   ce lls   s in ce   ea c h   PV  ce ll' s   cu r r en t   with in   a   m o d u le  is   d ep en d en o n   th s u n ' s   b r ig h tn ess .   As  d em o n s tr ated   in   Fig u r 6 ,   th ce lls   u n d er   s h a d in g   f u n ctio n   i n   th r e v er s b i as  zo n an d   m ain tain   th s am cu r r en as  th n o n - s h ad ed   m o d u les  s in ce   th cu r r e n f lo th r o u g h   ev e r y   m o d u le  c o n n ec ted   in   s er ies  m u s t b eq u al.   T h r ev er s v o ltag ac r o s s   th PV  m o d u le' s   ce ll s   ca u s es  th em   to   ab s o r b   en e r g y   wh e n   th ey   a r s h ad ed .   As  r esu lt,  th ar r ay ' s   o u tp u p o wer   is   d ec r ea s ed .   T h is   en er g y   is   tr an s f o r m ed   in to   h ea t,  wh i ch   co u ld   lead   to   th e   s h ad o wed   ce lls th er m al  b r ea k d o wn   an d   th cr ea tio n   o f   h o ts p o t.  T h PV  s tr in g   th at  is   s h ad ed   m ay   h av an   o p en   cir cu it  d u to   ce ll  b r ea k d o wn   b r o u g h o n   b y   t h is   ty p o f   h ea b r ea k d o wn .   W ith   b y p ass   d io d es,  th is   h o ts p o t   ef f ec ca n   b e   av o id ed .   B y p ass   d io d es  ar e   u s ed   to   s to p   n eg ativ v o ltag e   f r o m   m an if esti n g .   T h m ain   r ea s o n s   f o r   p ar tial sh ad in g   o cc u r r e n ce   ca n   lis t a s   f o llo ws   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 :   5 8 8 - 599   592   i)   Ph y s ical  o b s tacle s n ea r b y   b u i ld in g   o b jects,  tr ee s ,   o r   s tr u ctu r es  th at  ca s th eir   s h ad o ws  o n   t h s o lar   p a n els.  I is   p o s s ib le  f o r   th s h ad in g   to   b co m p lete  o r   p ar tial,  as  th is   s itu atio n   is   lik ely   to   o cc u r   at  ce r tain   tim o f   th d ay .   ii)   Mo d u le  m is m atch E v er y   PV  s y s tem   m ay   co n s is o f   m an y   PV  p an els  co n n ec ted   i n   s er ies  to   r ea ch   th d esire d   v o ltag e,   i f   s h ad i n g   h ap p en ed   o n p a n el,   th e n   t h s tr in g   p er f o r m an ce   will  b e   af f ec ted   wh er t h s tr in g   cu r r en t   will b lim ited   to   v alu o f   th cu r r en o f   th w ea k est p an el  th at  was m o s t e x p o s ed   to   th e   s h ad o w.   iii)   C ell  co n f ig u r atio n T h c o n f ig u r atio n   o f   s o lar   p an els  is   u s u ally   co n s is tin g   s m all  ce lls   an d   if   s h ad in g   tak en   p lace   o n   s in g le  o r   m o r ce lls   th at’ s   lead   to   r ed u ctio n   in   p an e l o u tp u p o wer .   well  k n o win g   o f   s u ch   ca u s es  ca n   g u i d r esear ch e r s   to   d esig n   PV  s y s tem s   th at  ar m o r e   r esil ien to   p ar tial  s h ad in g   an d   m ax im izin g   th eir   o v er all  e f f icien cy   an d   e n er g y   p r o d u ctio n .   Par tial  s h ad i n g   ca u s es  r ed u ctio n   in   ef f icien cy   o f   PV  s y s tem .   T h s h ad ed   ce lls   p r o d u ce   less   p o wer   th an   th u n s h a d ed   ce lls ,   wh ich   lead s   to   r ed u ce   th o v e r all  o u tp u p o wer   o f   P s y s tem .   Sev er al  m itig atio n   s tr ateg ies  h av b ee n   s u g g ested   to   r ed u ce   th e   im p ac t   o f   s h ad in g PV  s y s tem s   ca n   b co n s tr u cted   with   b y p ass   d io d es,  o p tim u m   co n f ig u r a tio n   o f   PV  p an els,  o r   ev e n   with   m icr o - in v e r ter s   th at  m an ag ea ch   p a n el  in d e p en d e n tly   [ 2 5 ] ,   [ 2 7 ] .   I n   th is   wo r k ,   m u lti  ca s es  o f   s h ad in g   ( with   s h ed   ir r ad ian ce   o f   5 0 0   W /m 2 )   o n   th PV  ar r ay   s y s tem   h as  b ee n   s u g g ested   as  s h o wn   in   F ig u r 7 .   First  ca s 1 ,   th s h ad in g   ac cr u es  o n   th f ir s lef co lu m n   o f   PV  s y s tem   ar r ay .   T h s ec o n d   ca s 2   o f   s h ad in g   is   o n   th c o m p lete  u p p e r   r o o f   th e   s y s tem .   ca s o f   s p o tted   s h ad   ca s 3   is   s u g g ested   to   b o n   th m id d le  o f   PV  s y s tem   with   6   s h ad ed   p an els.  W h ile  ca s 4   d escr ib ed   th s h ad in g   o n   two   co r n e r s   o f   th s y s tem   o n o f   th em   is   th u p p er   r ig h co r n er   an d   th o th er   o n e   is   its   o p p o s ite.   T h last   ca s is   r an d o m   s elec tio n   o f   8   m o d u les  to   b e   s h ad e d ,   a n d   t h m o d u les  ar ( 2 ,   4,   8,   11,   1 4 ,   16,   18 ,   an d   2 0 ) .   T est  s u ch   ca s es  p r o v id e   in d icatio n   h o w   th s y s tem   is   p er f o r m e d   u n d er   th ese  s h a d in g   ca s es.  Mo s im p o r tan t   s ig n s   to   m ea s u r th p er f o r m a n ce   o f   PV sy s tem   ex p lain   as   f o llo ws  [ 8 ] ,   [ 1 8 ] .           Fig u r 6 .   On e   s o lar   ce ll is   s h ad ed   wh en   a   b y p ass   d io d is   co n n ec ted   in   p ar allel  with   th em           Fig u r 7 .   Sev er al   p atter n s   o f   s h ad in g   o n   th e   PV sy s tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mit ig a tin g   mis ma tch   p o w er lo s s es in   p h o to vo lta ic  s ystems   u n d er p a r tia l     ( R a g h a d   A d ee b   Oth ma n )   593   4 . 1 .     M is m a t ch  lo s s   ( M L )   PP S C   r ep r esen ts   th p o wer   g en er atio n   at  s p ec if ic  PS C s ,   wh ile  Pm p   is   th f r ac tio n   o f   d if f er en ce   b etwe en   th e   m ax im u m   p o wer   g en e r atio n   u n d e r   u n if o r m   ir r ad ian ce   co n d itio n s .   T h e   g lo b a m ax im u m   p o wer   p o in ( GM PP )   at  ea ch   PS C 's   m ax im u m   v o ltag ( Vm p )   an d   m ax im u m   c u r r e n ( I m p )   ca n   b m u ltip lied   t o   d eter m in th PP SC .          =  × 100   ( 1 )     4 . 2 .     F ill f a ct o ( F F )   Dete r m in in g   th e   o u tp u ef f icie n cy   o f   s o lar   PV  s y s tem s   u n d e r   n o n - h o m o g e n eo u s   ( p ar tial  s h ad o win g )   ir r ad iatio n   c o n d itio n s   is   co n n ec ted   to   th FF   p ar am eter .   T h FF   o f   a   s o lar   PV  s y s tem   is   d ef in e d   as  t h p er ce n tag e   o f   m a x im u m   elec tr ical  o u tp u p o wer   g en er ate d   i n   n o n - h o m o g e n eo u s   i r r a d iatio n   s ce n ar i o   to   m ax im u m   r ate d   ca p ac ity .      =   ( )          × 100   ( 2 )     I n   ( 2 ) ,   V OC   an d   I SC   r ep r esen th o p en   cir c u it  v o ltag o f   PV  a r r ay   an d   s h o r cir c u it  cu r r en o f   PV  a r r ay ,   r esp ec tiv ely .     4 . 3 .     P er f o r m a nce  ra t i o   ( P R)   PR   is   d ef in ed   as  th m ax im u m   g en er ated   o u tp u p o wer   d u r in g   n o n - h o m o g en e o u s   ( p ar ti al  s h ad in g )   ir r ad iatio n   s itu atio n I is   co m p ar ed   to   th m a x im u m   g e n er at ed   o u tp u p o wer   d u r in g   h o m o g en eo u s   ( u n if o r m )   ir r ad iatio n   s itu atio n .      = (    ) (    ) × 100   ( 3 )     T h p er f o r m an ce   r atio   ( PR )   i s   an   im p o r tan in d icato r   f o r   e v alu atin g   th e f f icien cy   o f   s o lar   s y s tem   u n d er   r ea lis tic  o p er atin g   c o n d itio n s ,   esp ec ially   wh en   th er e   is   p ar ti al  s h ad in g .   I h elp s   c o m p ar e   s y s tem   p er f o r m an ce   u n d er   v a r y in g   co n d itio n s   with   id ea ir r ad ian ce ,   r ev ea lin g   p o te n tial  o p er atio n al  lo s s es.  I i s   al s o   u s ed   to   o p tim ize   th d esig n   an d   m ain ten a n ce   o f   s o lar   s y s tem s   to   en s u r th h i g h est p o s s ib le  o u tp u t.       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T o   ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   two - s tag h o m ( 5 × 4 )   PV  s y s tem ,   to p o lo g ical  SP   w as  p r o p o s ed ,   an d   th e   ch ar ac te r is tics   o f   th is   s y s tem   wer test ed   u n d er   d if f er en p a r tial  s h ad in g   co n d itio n s   an d   th ef f ec o f   th ese  co n d itio n s   o n   t h p e r f o r m an ce   o f   th e   en tir s y s tem   w as  o b s er v ed .   T h is   s y s tem   was  im p lem en ted   u s in g   MA T L AB /S im u lin k .   Fro m   th s im u latio n   r esu lt,  as  s h o wn   i n   T ab le   3 ,   we  n o te  th o u tp u o f   th p h o to v o ltaic   ar r ay   u n d er   s tan d ar d   c o n d itio n s   an d   its   o u tp u t u n d er   th in f l u en ce   o f   m u ltip le  ca s es o f   p ar ti al  s h ad in g .   I n   d if f er e n p ar tial  s h ad in g   ca s es,  we  ab s o r p tio n   th at  th ca p ac ity   o f   th p h o to v o ltaic  s y s tem   is   n o t   af f ec ted ,   ex ce p f o r   th ca s 1 ,   wh ich   led   to   r ed u ctio n   i n   th s h o r cir cu it   cu r r en ( I s . c)   o f   th s y s tem   to   ( 3 0 . 2 9 5 5   A)   d u to   th ef f ec o f   p ar tial  s h ad in g   o n   an   e n tire   co lu m n   ( 5   p a n el)   with   v alu o f   ( I r   5 0 0   W /m 2 ) .   Fig u r 8   s h o ws  th ( P - V )   c h ar ac ter is tic  o f   PV  ar r ay   u n d e r   v ar io u s   p ar tial  s h ad in g   co n d itio n s we  n o tice  a   d ec r ea s in   th v alu o f   th m a x im u m   p o wer   p r o v id ed   b y   th e   p h o to v o ltaic  s y s tem   f r o m   its   v alu u n d e r   s tan d ar d   co n d itio n s   ( 4 9 8 1 . 8 1   W )   wh en   ex p o s ed   to   v ar io u s   p ar tial  s h ad in g   s itu atio n s .   W h en   th PV a r r ay   is   o p er atin g   at  s tan d ar d   test   co n d itio n   ( STC)   ( u n if o r m   ir r ad ian ce   c o n d itio n ) ,   th ( P V)   ch a r ac ter is tics   cu r v o f   th e   ar r ay   ex h ib its   s in g le  m ax im u m   p o wer   p o in t.   b u t,   d u r in g   p ar tial  s h ad in g   co n d itio n s ,   th e   ( P - V )   c u r v es  s h o a   m o r e   co m p licated   ch ar ac ter ize d   b y   s ev er al  lo ca an d   o n g lo b al  m ax im u m   p o wer   p o in t.   T h r esu lts   s h o th at  th e   n u m b er   o f   p an els  ex p o s ed   to   p ar tial  s h ad in g   an d   th eir   l o ca tio n   p lay   a n   im p o r tan r o le  in   th e   d ec r ea s th at  o cc u r s   in   th v alu o f   th m ax im u m   p o wer   o f   th p h o to v o ltaic  s y s t em .   I n   ca s es   4   an d   5 p ar tial  s h ad in g   o cc u r r e d   o n   th s am n u m b er   o f   m o d els  ( 8   p an els).   T h g lo b al  m ax im u m   p o wer   p o i n in   ca s e   4   d ec r e ased   b y   ( 4 1 %)   f r o m   its   v alu in   STC,  wh ile  th e   g l o b al  m a x im u m   p o wer   in   ca s 5   d ec r ea s ed   b y   ( 4 4 . 8 %)  f r o m   th eir   v alu es   in   STC  d u to   th e   d if f er e n ce   in   th lo c atio n s   o f   th m o d els u n d er   th e   in f lu en ce   o f   p a r tial sh ad in g .   Fo r   th p er f o r m an ce   an al y s is   o f   th PV  ar r ay   ch ar ac ter is tic  u n d er   p a r tial  s h ad in g   s itu atio n ,   s ev er al   f ac to r s   o f   FF ,   ML ,   an d   PR   wer r elied   u p o n .   PV  ar r a y   o f   s ize  ( 5 ×4 )   p r o d u ce s   less   o u tp u p o wer .   T h PV  ar r ay ' s   in cr ea s ed   p o wer   lo s s   is   th ca u s o f   t h is   d r o p p ed   o u tp u t p o wer .   As s ee n   in   Fig u r 9 ,   th is   ty p o f   p o wer   lo s s   is   ex p r ess ed   as  ML .   T h k in d   o f   s h ad in g   p atter n   h as  s ig n if ican im p ac o n   ML .   Du r in g   STCs ,   th e   ML   was  n ea r ly   ze r o ,   th least  ML   as  1 2 . 4 was  f o u n d   in   ca s 1   with   s in g le  GM P at  4 3 6 2 . 1 7   W ,   th wo r s ca s e   is   at  ca s 5   with   g lo b al  m ax   p o wer   p o in t a s   2 7 4 9 . 4 9   W ,   wh e r e   th ML   in cr ea s ed   t o   4 4 . 8 %.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 :   5 8 8 - 599   594   Fig u r 1 0   s h o ws  th ef f ec o f   d if f er en p a r tial  s h ad in g   co n d itio n s   o n   th f ill  f ac t o r   ( FF )   o f   a   PV  s y s tem .   I n   th n o r m al  s tate  ( n o   s h ad i n g ) ,   th f ill  f ac to r   r ea c h es  its   h ig h est  v alu at  7 6 . 5 % .   W ith   s h ad in g   ap p lied   to   ce r tain   co lu m n s   o r   r o ws,  th e   f ill  f ac to r   g r ad u ally   d ec r ea s es,  r ea ch in g   6 7 %   f o r   co l u m n   s h a d in g   a n d   6 0 . 8 f o r   r o s h ad in g .   Per f o r m an ce   d et er io r ates  f u r t h er   with   s h a d in g   at  th ce n ter   o r   co r n er s ,   r ea c h in g   its   lo west  v alu e   with   r an d o m   s h a d in g   at  4 2 . 2 %.  T h f i g u r e   d em o n s tr ates  th at  th s h a d in g   p atter n   an d   l o ca tio n   s ig n if ica n tly   im p ac t th ef f icien c y   o f   PV sy s tem ,   n ec ess itatin g   th d esig n   o f   s y s tem s   th at   m in im ize  th e   ef f ec t o f   s h a d in g ,    as sh o wn   in   Fig u r 1 0 .   Fig u r 1 1   s h o ws  th ef f ec o f   d if f er en p a r tial  s h ad in g   co n d i tio n s   o n   th p er f o r m a n ce   r atio   ( PR )   o f   p h o to v o ltaic  s y s tem .   Un d er   n o r m al  co n d itio n s ,   with o u s h ad i n g ,   th s y s tem   ac h ie v es  p ea k   p er f o r m an ce   r atio   o f   1 0 0 %.  W ith   p ar tial  s h ad in g ,   th is   r atio   g r ad u ally   d ec r ea s es ,   r ea ch in g   8 7 . 5 f o r   s in g le - co lu m n   s h ad in g   an d   7 9 . 4 f o r   s in g le - r o w   s h ad in g .   T h PR   d ec r ea s es  f u r th er   wh e n   th e   ce n ter   o r   co r n er s   ar e   s h ad ed ,   r ea c h in g   5 8 . 9 %   an d   5 5 . 1 9 f o r   r an d o m   s h ad in g .   T h e   f ig u r d em o n s tr ates  th at  s h ad in g   d is tr ib u tio n   d ir e ctly   af f ec ts   th e   ef f icien cy   o f   p h o to v o ltaic  s y s tem ,   an d   th m o r ir r eg u la r   th s h ad in g   o r   th m o r cr itic al  ar ea s ,   th g r ea ter   th p er f o r m an ce   l o s s .       T ab le  3 .   PV a r r a y   p ar a m eter s   u n d er   p ar tial sh ad in g   ca s es   P a r t i a l   s h a d i n g   c a se s   V o. c   (V)   I s . c   (A)   V max   (V)   I max   (A)   P max   (W)   S TC   c o n d i t i o n   1 8 8   3 4 . 6   1 5 2 . 9 1 8   3 2 . 5 7   4 9 8 1 . 8 1   C a se   1 :   P SC   a t   c o l u m n   1   1 8 8   3 0 . 2 9 5 5   1 5 2 . 9 5 8   2 8 . 5 1 8   4 3 6 2 . 1 7   C a se   2 :   P SC   a t   r o w   1   1 8 8   3 4 . 6 2 1 6   1 2 1 . 4 3 7   3 2 . 5 9   3 9 5 8 . 5 6   C a se   3 :   P S C   a t   c e n t e r   1 8 8   3 4 . 6 1 7 6   1 5 5 . 2 2 8   2 4 . 5 1   3 8 0 5 . 2 1   C a se   4 :   P S C   a t   c o r n e r s   1 8 8   3 4 . 6 1 8 3   8 9 . 9 1 5 4   3 2 . 6 4   2 9 3 5 . 2   C a se   5 :   P S C   a t   r a n d o m   1 8 8   3 4 . 6 1 7 4   1 6 3 . 9 4 2   1 6 . 7 7   2 7 4 9 . 4 9           Fig u r 8 .   P - ch a r ac ter is tic  u n d er   p a r tial sh ad in g   ca s es           Fig u r 9 .   Mism atch   lo s s   f o r   p a r tial sh ad in g   ca s es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mit ig a tin g   mis ma tch   p o w er lo s s es in   p h o to vo lta ic  s ystems   u n d er p a r tia l     ( R a g h a d   A d ee b   Oth ma n )   595       Fig u r 1 0 .   Fil f ac to r   lo s s   f o r   p ar tial sh ad in g   ca s es           Fig u r 1 1 .   Per f o r m a n ce   r atio   f o r   p ar tial sh ad in g   ca s es       T h p h o to v o ltaic  s y s tem   was  c o n n ec ted   to   t h s in g le - p h ase  5   k W   ( R - L )   h o m l o ad .   T ab le  4   s h o ws  th ef f ec o f   th v ar io u s   p ar tial  s h ad in g   s itu atio n s   at  ( I r   =   500   W /m 2 ) .   At  STC,  s in ce   th P ar r ay   s y s tem   is   o p er atin g   at  f u ll  ca p ac ity ,   th lo ad   o p er ates  with   h ig h   ef f icien cy   esti m ated   at  9 2 . 1 7 %.  Ho wev er ,   wh en   th PV   ar r ay   s y s tem   is   ex p o s ed   to   d if f er en ca s es  o f   p ar tial  s h ad in g ,   th lo ad   p o wer   in   th e   s y s tem   is   af f ec ted .   Par tial   s h ad in g   m ea n s   d ec r ea s in   t h v alu o f   t h cu r r e n s u p p lie d   b y   th PV  ar r ay   s y s tem   to   th lo ad ,   as  well  as  a   v o ltag d r o p ,   w h ich   in   tu r n   af f ec ts   th am o u n o f   p o we r   s u p p lied   to   th lo a d .   T h is   h as  led   to   d ec r ea s in   th e   o v er all  e f f icien cy   o f   th e   s y s tem   b y   d i f f er en t   p er ce n tag es  ac co r d in g   to   th e   p ar tial  s h a d in g   co n d itio n   to   wh ich   th s o lar   s y s tem   is   ex p o s ed .   T h r o u g h   th r esu lts   o b tain ed   w h en   p ar tial  s h ad in g   was  ap p lie d ,   it  was  f o u n d   t h at  th h ig h est  ef f icien cy   o f   th e   s y s tem   was  wh e n   p ar tial  s h ad in g   ( I r   =   5 0 0   W /m 2 )   was  ap p lied   to   o n c o lu m n   ( 5   p an el s )   as  8 2 . 8 4 %,  w h ile  th wo r s an d   least  eq u ip p e d   c ase  was  wh en   th s h ad in g   was  ap p lied   to   th c o r n er s   a n d   r an d o m   s h ad i n g   at  ( 8   p an els),   wh er e   th ef f icien cy   d ec r ea s ed   to   a p p r o x im ately   3 9 . 2 4 an d   4 0 . 6 4 r esp ec tiv e ly .   Fig u r 1 2   s h o ws  th lo ad   v o ltag o u tp u t,  lo ad   c u r r en t,  an d   l o ad   p o wer   at   STC .   Fig u r 1 3   s h o ws  th b eh av i o r   o f   v o ltag e,   cu r r en t ,   an d   p o we r   f o r   h o m lo ad   at  a p p lied   p ar tial  s h ad i n g   at  o n c o lu m n   ( ca s 1 ) ,   an d   Fig u r 1 4   s h o ws  th b eh av io r   o f   v o ltag e ,   cu r r en t ,   an d   p o wer   f o r   h o m lo a d   at  ap p lied   p ar ti al  s h ad in g   r a n d o m l y   ( ca s 5 ) .       T ab le  4 .   S y s tem   o u tp u t f o r   p a r tial  s h ad in g   ca s es   P a r t i a l   s h a d i n g   c a se s   V L   (V)   I L   (A)   P L   (W)   Ef f i c i e n c y   ( %)   S TC   c o n d i t i o n   2 2 3 . 2   2 3 . 5 1   4 6 0 9   9 2 . 1 7   C a se   1 :   P S C   a t   c o l u m n   1   2 1 1 . 6   2 2 . 2 9   4 1 4 2   8 2 . 8 4   C a se   2 :   P S C   a t   r o w   1   1 8 5 . 9   1 9 . 5 8   3 1 9 3   6 3 . 8 7   C a se   3 :   P S C   a t   c e n t e r   1 9 7 . 2   2 0 . 7 7   3 5 9 6   7 1 . 9 1   C a se   4 :   P S C   a t   c o r n e r s   1 4 5 . 9   1 5 . 3 5   1 9 6 2   3 9 . 2 4   C a se   5 :   P S C   a t   r a n d o m   1 4 8 . 5   1 5 . 6 2   2 0 3 2   4 0 . 6 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 :   5 8 8 - 599   596       Fig u r 1 2 .   Sy s tem   o u tp u t a t   n o r m al  co n d itio n           Fig u r 1 3 .   Sy s tem   o u tp u t a t   ca s 1     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mit ig a tin g   mis ma tch   p o w er lo s s es in   p h o to vo lta ic  s ystems   u n d er p a r tia l     ( R a g h a d   A d ee b   Oth ma n )   597       Fig u r 1 4 .   Sy s tem   o u tp u t a t   ca s 5       6.   CO NCLU SI O N   T h ef f ec ts   o f   p ar ticu lar   s h ad in g   p atter n s   o n   r esid en tial  s o lar   en er g y   s y s tem s   ar ex am in ed   in   th is   s tu d y   in   u n iq u way .   I f in d s   th at  p ar tial  s h ad in g   th at  o n ly   co v er s   o n co l u m n   ( 5   p an els)   m ax im izes  s y s tem   ef f icien cy   at  8 2 . 8 4 %,  wh er ea s   s h ad in g   th at  c o v e r s   c o r n er s   s ig n if ican tly   r e d u ce s   s y s tem   ef f icien cy   to   ab o u t   3 9 . 2 4 %.   I n   o r d e r   to   e n s u r ac cu r ac y   in   ev alu atin g   s y s tem   p er f o r m a n ce   u n d er   v ar io u s   s h ad in g   s ce n ar io s ,   s u c h   as  r an d o m   s h ad i n g   ap p lied   t o   eig h p a n els,  wh ich   s h o we d   ef f icien cy   as  lo as  4 0 . 6 4 %,  th f in d in g s   ar e   v alid ated   b y   em p ir ical  d ata  c o llectio n   an d   a n aly s is .   T h s tu d y   illu s tr ates  th s ig n if ican in f lu en ce   o f   s h ad e ,   q u an tifie s   p er f o r m an ce   lo s s es,  an d   id en tifie s   co n f i g u r atio n s   th at  p r eser v h ig h e r   ef f icien cy   ev en   in   d if f icu lt   cir cu m s tan ce s   b y   ex am i n in g   en er g y   o u tp u t,  ef f icien c y   m et r ics,  an d   r eliab ilit y .   c o g en u n d er s tan d i n g   o f   s y s tem   b eh av io r   u n d er   v ar i o u s   s h ad in g   co n d itio n s   is   m ad ea s ier   b y   th r esear ch ' s   m eth o d ical  p r esen tatio n   o f   r esu lts   f o r   all  s h ad in g   c o n f ig u r atio n s ,   wh ich   clea r ly   c o n tr ast   o p tim al  an d   s u b o p tim al  ca s es.  T h f in d in g s   g iv e   h o m eo wn e r s   an d   p o licy m ak e r s   v ital  in f o r m atio n   f o r   attain i n g   g r ea te r   ef f icien c y   an d   d ep en d ab ilit y   in   ac tu al   s o lar   in s tallatio n s   b y   h ig h lig h t in g   th e   s ig n if ican ce   o f   ca r ef u ll y   p lan n in g   an d   p o s itio n in g   s o l ar   p an e ls   to   r ed u ce   s h ad in g   lo s s es.  B y   tack lin g   r ea l - wo r ld   is s u es  wh ile  u p h o ld i n g   tech n ical  r ig o r ,   th is   th o r o u g h   s tu d y   p r o m o tes  s o lar   tech n o lo g y   an d   g u ar an te es its   ap p licab ilit y   to   b o th   ac a d em ic  an d   r ea l - wo r ld   s ettin g s .       ACK NO WL E DG M E N T   T h au th o r s   wo u ld   lik to   t h an k   th U n iv er s ity   o f   M o s u l,  C o lleg o f   E n g in ee r in g ,   E lectr ical  Dep ar tm en t,  f o r   th s u p p o r g i v en   d u r in g   t h is   wo r k .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h a u th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv e d .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.