Визначення конфігурацій фотоелектричного масиву із зменшеним впливом часткового затінення на енергетичну продуктивність

Автор(и)

  • Олександр Олексійович Шавьолкін Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0003-3914-0812
  • Геннадій Віталійович Кругляк Національний університет біотехнологій та природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0003-2634-3856
  • Ірина Олексіївна Шведчикова Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0003-3005-7385
  • Тетяна Яківна Біла Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0002-5014-9052
  • Андрій Валерійович Пісоцький Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0009-0003-3761-2019

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.352343

Ключові слова:

конфігурація фотоелектричного масиву, рух смуги затінення, траєкторія глобального максимуму потужності

Анотація

Об’єктом дослідження є енергетичні процеси в масиві фотоелектричних панелей системи електроживлення об’єкту в динамічних режимах руху смуги часткового затінення. Робота спрямована на підвищення енергетичної продуктивності масиву фотоелектричних панелей в системі електроживлення локального об’єкта в умовах часткового затінення. Згідно кліматичних даних обґрунтовано методику моделювання руху смуги затінення хмарами з урахуванням напряму вітру. Удосконалено модель масиву з введенням смуги часткового затінення, що рухається в заданих напрямах. Це дозволило здійснити в динамічних режимах оцінку впливу напряму та швидкості руху смуги для обраних конфігурацій панелей згідно їх розташуванню та топології з’єднання. Відповідно до прийнятої потужності  масиву визначено можливі конфігурації з використанням 16 фотоелектричних панелей потужністю 655 Вт кожна. Моделюванням підтверджено ускладнення траєкторії точки глобального максимуму потужності в умовах руху смуги затінення. Це проявляється у множинності локальних максимумів, непередбачуваній траєкторії руху глобального максимуму в залежності від конфігурації масиву та напряму руху смуги. Встановлено відсутність впливу швидкості смуги на показники. За результатами моделювання визначено рекомендовані конфігурації з мінімальним впливом затінення на енергетичні показники за руху смуги згідно переважних напрямків вітру. Показано, що потужність генерації за переважних напрямів смуги затінення відносно середнього значення за всіма напрямками руху становить не менше 96%. Траєкторія руху глобального максимуму є монотонною, що не передбачає використання спеціальних алгоритмів відстеження максимальної потужності. Це дозволяє за потужності панелей 655 Вт сформувати конфігурації масиву із сумарною потужністю в діапазоні 3.93 – 15.72 кВт.

Біографії авторів

Олександр Олексійович Шавьолкін, Київський національний університет технологій та дизайну

Доктор технічних наук, професор

Кафедра комп’ютерної інженерії та електромеханіки

Геннадій Віталійович Кругляк, Національний університет біотехнологій та природокористування України

Старший викладач

Кафедра інженерії енергосистем

Ірина Олексіївна Шведчикова, Київський національний університет технологій та дизайну

Доктор технічних наук, професор

Кафедра комп’ютерної інженерії та електромеханіки

Тетяна Яківна Біла, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп’ютерної інженерії та електромеханіки

Андрій Валерійович Пісоцький, Київський національний університет технологій та дизайну

Доктор філософії, старший викладач

Кафедра комп’ютерної інженерії та електромеханіки

Посилання

  1. Shao, C., Migan-Dubois, A., Diallo, D. (2023). Performance of PV array configurations under dynamic partial shadings. EPJ Photovoltaics, 14, 21. https://doi.org/10.1051/epjpv/2023012
  2. Suriya kala, S., Prince winston, D., Pravin, M., Sakthivel, G. (2023). Maximum power enhancement in solar PV modules through modified TCT interconnection method. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 60, 103462. https://doi.org/10.1016/j.seta.2023.103462
  3. Baba, A. O., Liu, G., Chen, X. (2020). Classification and Evaluation Review of Maximum Power Point Tracking Methods. Sustainable Futures, 2, 100020. https://doi.org/10.1016/j.sftr.2020.100020
  4. Rezk, H., Fathy, A., Abdelaziz, A. Y. (2017). A comparison of different global MPPT techniques based on meta-heuristic algorithms for photovoltaic system subjected to partial shading conditions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 74, 377–386. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.051
  5. Duranay, Z. B., Güldemir, H. (2025). Mitigating Partial Shading Effects in Photovoltaic Systems Using Particle Swarm Optimization-Tuned Sliding Mode Control. Processes, 13 (5), 1463. https://doi.org/10.3390/pr13051463
  6. Abdulmawjood, K., Alsadi, S., Refaat, S. S., Morsi, W. G. (2022). Characteristic Study of Solar Photovoltaic Array Under Different Partial Shading Conditions. IEEE Access, 10, 6856–6866. https://doi.org/10.1109/access.2022.3142168
  7. Pareek, S., Ansari, M. F., Khurana, N., Nezami, Md. M., Alharbi, S. S., Alharbi, S. S. et al. (2025). Performance comparison of interconnection schemes for mitigating partial shading losses in solar photovoltaic arrays. Scientific Reports, 15 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-025-12984-7
  8. Siaw, F. L., Thio, T. H. G., Lau, W. H. (2025). Comparative study of solar photovoltaic array configurations under partial shading conditions on portable solar chargers. International Conference on Research Innovations: Trends in Computational Science, 3335, 040006. https://doi.org/10.1063/5.0290086
  9. Saiprakash, C., Mohapatra, A., Nayak, B., Ghatak, S. R. (2021). Analysis of partial shading effect on energy output of different solar PV array configurations. Materials Today: Proceedings, 39, 1905–1909. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.307
  10. Ganesan, S., David, P. W., Thangaraj, H., Balachandran, P. K., Selvarajan, S. (2025). Power enhancement of PV arrays in different configurations under different partial shaded condition. Scientific Reports, 15 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-025-91508-9
  11. Devakirubakaran, S., Verma, R., Chokkalingam, B., Mihet-Popa, L. (2023). Performance Evaluation of Static PV Array Configurations for Mitigating Mismatch Losses. IEEE Access, 11, 47725–47749. https://doi.org/10.1109/access.2023.3274684
  12. Jalil, M. F., Pushpender, Khatoon, S., Hameed, S., Bansal, R. C. (2026). Shade dispersion in partial shading and mismatch loss reduction in PV array with improved odd-even reconfiguration. International Journal of Modelling and Simulation, 1–17. https://doi.org/10.1080/02286203.2025.2611264
  13. Mishra, V. L., Chauhan, Y. K., Verma, K. S. (2024). Attenuation of shading loss using a novel solar array reconfigured topology under partial shading conditions. Solar Energy, 274, 112552. https://doi.org/10.1016/j.solener.2024.112552
  14. Cherukuri, S. K., Kumar, B. P., Kaniganti, K. R., Muthubalaji, S., Devadasu, G., Babu, T. S., Alhelou, H. H. (2022). A Novel Array Configuration Technique for Improving the Power Output of the Partial Shaded Photovoltaic System. IEEE Access, 10, 15056–15067. https://doi.org/10.1109/access.2022.3148065
  15. Satpathy, P. R., Aljafari, B., Thanikanti, S. B., Sharma, R. (2023). An efficient power extraction technique for improved performance and reliability of solar PV arrays during partial shading. Energy, 282, 128992. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128992
  16. Koshkarbay, N., Mohammed, K. K., Mekhilef, S., Kuttybay, N., Saymbetov, A., Nurgaliyev, M., Kalassov, N. (2026). High-efficiency hybrid MPPT technique with integrated partial shading detection for photovoltaic systems under varying shading conditions. Renewable Energy, 261, 125244. https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.125244
  17. Akter, K., Motakabeer, S. M. A., Zahirul Alam, A. H. M., Yusoff, S. H. B., Pachauri, R. K., Malik, H., Jadoun, V. K. (2025). A novel MPPT approach for photovoltaic system using Pelican optimization and high-gain DC–DC converter. Scientific Reports, 15 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-025-24000-z
  18. Somesunthrim, K., Charin, C., Ismail, B., Bani Ahmad, A. (2025). Maximum Power Point Tracking With Opposition‐Based Learning–Levy Flight Optimization for a Standalone Photovoltaic System. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2025 (1). https://doi.org/10.1155/jece/5001433
  19. Mahmod Mohammad, A. N., Mohd Radzi, M. A., Azis, N., Shafie, S., Atiqi Mohd Zainuri, M. A. (2020). An Enhanced Adaptive Perturb and Observe Technique for Efficient Maximum Power Point Tracking Under Partial Shading Conditions. Applied Sciences, 10 (11), 3912. https://doi.org/10.3390/app10113912
  20. Climate and monthly weather forecast Kyiv, Ukraine. Weather Atlas. Available at: https://www.weather-atlas.com/en/ukraine/kiev-climate?utm_source
  21. Hi-MO X10_Scientist LR7-72HVH 655-670M. Available at: https://static.longi.com/LR_7_72_HVH_655_670_M_30_30_and_15_Scientist_BGV_02_20241118_EN_Draft_9293e45f42.pdf
  22. Deye. Hybrid Inverter. User Manual. Available at: https://www.deyeinverter.com/deyeinverter/2024/02/03/rand/1391/instructions_sun-5-25k-sg01hp3-eu-am2_240203_en.pdf
Визначення конфігурацій фотоелектричного масиву із зменшеним впливом часткового затінення на енергетичну продуктивність

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-02-27

Як цитувати

Шавьолкін, О. О., Кругляк, Г. В., Шведчикова, І. О., Біла, Т. Я., & Пісоцький, А. В. (2026). Визначення конфігурацій фотоелектричного масиву із зменшеним впливом часткового затінення на енергетичну продуктивність. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8 (139), 27–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.352343

Номер

Том 1 № 8 (139) (2026): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Olexandr Shavolkin, Hennadii Kruhliak, Iryna Shvedchykova, Tetiana Bila, Andrіі Pisotskyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.