ПІДХОДИ ТА ВИМОГИ ДО МОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУРИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ШАРУ СОНЯЧНОГО ЕЛЕМЕНТА

Автор(и)

  • І. Г. Кирисов Українська інженерно-педагогічна академія, Харків
  • П. Ф. Буданов Українська інженерно-педагогічна академія, Харків
  • Е. О. Хом’як Українська інженерно-педагогічна академія, Харків
  • К. Ю. Бровко Українська інженерно-педагогічна академія, Харків

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-160-1-35-38

Ключові слова:

сонячний елемент, фотоелектричний перетворювач, вольт-амперна характеристика, вихідна потужність, коефіцієнт корисної дії

Анотація

Розглянуті та проаналізовані існуючі моделі сонячного елемента. Встановлено, що ці моделі досліджують: залежність нормованої щільності струму від напруги зі зміною товщини фотоелектричного перетворювача, фотоелектричні характеристики фотоелектричного перетворювача в залежності від температурного коефіцієнта та різних умов освітленості. В моделях показано, що з підвищенням температури знижується значення величини коефіцієнта корисної дії, струму, коефіцієнта заповнення вольт-амперної характеристики. Аналіз моделей показав, що розрахунок основних електрофізичних параметрів (струм короткого замикання, напруга холостого ходу) виконується без урахування змін площі активної сприймаючої поверхні рельєфу напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Це істотно впливає на розрахунок величини вихідної потужності та коефіцієнта корисної дії, а також знижує точність та стабільність вольт-амперної та вольт-ватної характеристик сонячного елемента. Для розрахунку величини реальної площі сприймаючої поверхні напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача, запропоновано використати зміни властивостей внутрішньої структури напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Проведено дослідження моделі сонячного фотоелектричного перетворювача з урахуванням загальної геометричної площі поверхневого напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Для дослідження впливу властивостей реальної сприймаючої поверхні на вихідні параметри фотоелектричного перетворювача запропоновано використовувати модель, в якій враховується загальна геометрична площа. За результатами моделювання фотоелектричного перетворювача за допомогою програми MathCAD, побудовані вольт-амперні характеристики фотоелектричного перетворювача з геометричною площею та з реальними площами поверхні фотоелектричного перетворювача. Виявлено, що криві вольт-амперної характеристики для реальних площ сприймаючої поверхні відрізняються від кривої для геометричної топологічної площі. Запропоновано розрахунок площі активної сприймаючої поверхні рельєфу напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача проводити на основі моделювання процесів в структурі напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача.

Біографії авторів

І. Г. Кирисов, Українська інженерно-педагогічна академія, Харків

аспірант кафедри фізики, електротехніки і електроенергетики

П. Ф. Буданов, Українська інженерно-педагогічна академія, Харків

канд. техн. наук, доцент кафедри фізики, електротехніки і електроенергетики

Е. О. Хом’як, Українська інженерно-педагогічна академія, Харків

аспірант кафедри фізики, електротехніки і електроенергетики

К. Ю. Бровко, Українська інженерно-педагогічна академія, Харків

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри фізики, електротехніки і електроенергетики

Посилання

Н. В. Литвин, Н. В. Капустина, и В. Д. Власова, «Моделирование параметров элементов солнечных батарей,» Мониторинг наука и технологи, № 1 (43), с. 40-44, 2020.

А. В. Левшов, А. Ю. Фёдоров, и А. В. Молодиченко, «Математическое моделирование фотоэлектрических солнечных элементов,» Наукові праці ДонНТУ. Серія: Електротехніка і енергетика, № 11 (186), с. 246-249, 2011.

В. М. Евдокимов, и В. А. Майоров, «Методы расчета и исследование предельных энергетических и тепловых характеристик фотоэлектрических преобразователей солнечного концентрированного излучения,» Вестник ВИЭСХ, № 1 (26), с. 111-121, 2017.

Я. С. Буджак, В. Ю. Єрохов, и І. І. Мельник, «Прогнозування і розрахунок фотоелектричного перетворювача із заданими характеристиками,» Восточно-Европейский журнал передовых технологий, № 4/8 (52), с. 24-29, 2011.

Б. Н. Шарифов, и Т. Р. Терегулов, «Моделирование солнечной панели в программе MATLAB/SIMULINK,» Вестник УГАТУ, т. 19, № 4 (70), с. 77-83, 2015.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 32

Опубліковано

2022-03-31

Як цитувати

[1]
І. Г. Кирисов, П. Ф. Буданов, Е. О. Хом’як, і К. Ю. Бровко, «ПІДХОДИ ТА ВИМОГИ ДО МОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУРИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ШАРУ СОНЯЧНОГО ЕЛЕМЕНТА», Вісник ВПІ, вип. 1, с. 35–38, Берез. 2022.

Номер

Розділ

Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.