Кваліметричний метод для оцінки кількісних та якісних параметрів сонячного елемента
Анотація
DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-09
У статті розглянуті кваліметричний метод оцінки сонячного елемента, що описує його основні електрофізичні характеристики та процеси, які відбуваються в ньому під час перетворення сонячної енергії на електричну.
Проаналізовано залежність фотоелектричних характеристик сонячного елемента в залежності від різних параметрів. Показано, що підвищення температури веде до зниження основних характеристик сонячного елемента, зокрема коефіцієнта корисної дії, струму короткого замикання, коефіцієнта заповнення та інших показників, що характеризують вольт-амперну характеристику. Це зниження відбувається через зміни в електрофізичних властивостях матеріалів, з яких виготовлені сонячні елементи, а також через вплив температурних змін в матеріалі. Розроблена методика розрахунків основних електрофізичних параметрів, таких як струм короткого замикання та напруга холостого ходу, яка враховує детальну структуру матеріалів, що використані для виготовлення сонячних елементів, що підвищує точність розрахунків вихідної потужності та коефіцієнта корисної дії, а також підвищує стабільність вольт-амперних характеристик сонячних елементів у реальних умовах експлуатації. Акцентовано, що важливим аспектом є аналіз впливу змін умов освітленості, які мають значний ефект на перетворення сонячної енергії. Моделі показують, як зміни в інтенсивності та спектрі освітлення можуть змінювати поведінку сонячного елемента, зокрема впливати на струм та напругу при змінному освітленні впродовж дня або в умовах непостійного сонячного випромінювання. Показано, що існуючі підходи до моделювання сонячних елементів потребують подальшого удосконалення, зокрема з урахуванням структури матеріалів, температурних і освітлювальних умов, що підвищить точність розрахунків та стабільність роботи сонячних елементів в реальних умовах.
Як цитувати: Budanov P., Kupriyanov О., Melnykov V., Kononov V. (2024). Qualimetric method for assessing quantitative and qualitative parameters of a solar cell. Машинобудування. 2024. Вип. 34 С. 92-103. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-09
Завантаження
Посилання
Budanov, P., Kyrysov, I., Brovko, K., Rudenko, D., Vasiuchenko, P., Nosyk, A. Development of a Solar Element Model Using the Method of Fractal Geometry Theory //Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2021. – Т. 3. – №. 8. – С. 75-80.
Rudenko, D.V., Vasyuchenko, P.V. Modeling of physical processes of operation of solar photovoltaic batteries. Academic notes of the Tavri National University named after V.I. Vernadskyi. Series: Technical sciences. 2019. Volume 30(69). No. 2. P. 42–47.
Slabinoha M.O., Kuchirka Y.M., Krynytskyi O.S., Yurkiv N.M. Modeling the dependence of the change in the power of solar panels on the angle of incidence of rays // Methods and devices for quality control, No. 2(41). 2018. pp. 18–24.
Martyniuk V. I., Klen K. S., Zhuykov V. Ya. Determination of parameters of replacement schemes for solar panels using experimental data // Microsystems, electronics and acoustics, No. 26(2). 2021. pp. 1-9.
Moroz V. I.; Turych O. V. Computer modeling of solar batteries // Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Electrical power and electromechanical systems, No. 736. 2012. pp. 104-108.
Gaevskyi, O. Yu., Ivanchuk V. Yu. Modeling the volt-ampere characteristic of a photovoltaic module with variable ideality factor and reverse saturation current // Renewable Energy, No. 3(78). 2024. pp. 54-61.
Budzhak Ya.S., Erokhov V.Yu., Melnyk I.I. Forecasting and calculation of a photovoltaic converter with given characteristics // Eastern European Journal of Advanced Technologies. No. 4/8(52). 2011. pp. 24-29.
Kryvda V., Vasylenko O., Fedorova M. Modeling the electrical characteristics of a solar panel, Electrical Engineering and Computer Systems, No. 26(102). pp. 25-31. 2017.
Opanasyuk A. S., Kurbatov D. I., Berestyuk T. O., Dobrozhan O. A., Lopatka R. V. Modeling the main characteristics of solar cells based on n-ZnS/p-CdTe and n-CdS/p-CdTe heterojunctions // Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technologies, No. 18. 2013. pp. 149–155.
Andronova O.V., Kurak V.V., Don N.L. Modeling the operation of photovoltaic panels using the MATLAB/Simulink environment // Bulletin of KhNTU No. 3(78). 2021. pp. 11-19.
Kurak V.V., Andronova O.V. Experimental determination of the solar radiation flux using the passport parameters of the photovoltaic converter module // Bulletin of KhNTU, No. 1(76). 2021. pp. 35-42.
