сії наземна сонячна енергетика на поточний момент є активно розвивається галуззю. Є проекти щодо створення фотоелектричних сонячних електростанцій, розвиваються технології виробництва СЕ і СБ
Широке впровадження сонячної енергетики в космосі і на землі ставить перед проектувальниками проблему оцінки ефективності роботи фотоелектричних систем (ФЕС). Необхідно мати можливість передбачити потужність сонячних батарей під дією різноманітних факторів навколишнього середовища, порівняти ефективність використання СБ з різних матеріалів, оцінити поведінку фотоелектричних перетворювачів у різних режимах роботи. Для ефективного використання фотоелектричних генераторів необхідно знати точку максимальної потужності і забезпечити такий режим, щоб віддається потужність при зміні навколишніх умов була найбільшою. При відпрацюванні ФЕС використовують імітатори сонячних батарей, що дозволяють відтворювати характеристики СБ під впливом різноманітних зовнішніх впливів. p align="justify"> Передбачення поведінки і відтворення характеристик СЕ і СБ здійснюється за допомогою моделювання. У порівнянні з експериментом, математичне моделювання надає більш швидкий, гнучкий і дешевий спосіб відпрацювання ФЕС. Для відтворення характеристик СЕ і СБ найчастіше використовуються аналітичні моделі, які будуються на базі еквівалентної електричної схеми та основного рівняння СЕ. Роботи з моделювання характеристик СБ активно ведуться за кордоном, результати досліджень розглядаються на регулярних конференціях з фотовольтаїці. Внаслідок перспективності впровадження сонячної енергетики питання моделювання СБ цікавить і російських дослідників. p align="justify"> Відомі аналітичні моделі дозволяють відтворювати зміна вихідних характеристик СЕ і СБ під дією різних температур і рівнів освітленості, але не враховують інших значущих чинників. Не приймаються до уваги неідеальність СЕ, конструктивні особливості батарей, необхідність відтворення характеристик СБ з різних матеріалів. Разом з тим, для використання пропонованих моделей потрібне проведення додаткових експериментів, що дозволяють визначити їх вхідні параметри. p align="justify"> Метою дисертаційного дослідження стало створення моделі сонячних батарей для фотоелектричних систем і імітаторів СБ на базі доступних даних виробників з урахуванням комплексних впливів, що призводять до зміни вихідних характеристик батарей. Для побудови моделі необхідно було вирішити ряд завдань:
1. Розробити алгоритм моделювання сонячних батарей з різних напівпровідникових матеріалів.
2. Забезпечити відтворення моделлю характеристик СБ під дією різних рівнів освітленості, враховуючи спектральні характеристики СЕ і вплив світла різного спектрального складу. Передбачити в моделі можливість затінення сонячної батареї і оцінити вплив втрат сонячного випромінювання на енергетичні характеристики СБ
. Передбачити можливість моделювання вольтамперної (ВАХ) і вольтваттной (ВВХ) характеристик сонячних батарей в допустимому діапазоні робочих температур.
. Забезпечити відтворення в моделі змін ВАХ і ВВХ СБ під впливом іонізуючого випромінювання та облік розкиду технологічних параметрів і старіння СЕ.
. Передбачити в моделі можливість оцінки ємності СБ для відтворення динамічних режимів в навантаженні батарей.
Об'єкти і методи досліджень
Об'єктом досліджень з'явилися сонячні елементи і батареї з різних напівпровідникових матеріалів. Методологічну основу дисертаційної роботи складають загальнонаукові методи пізнання, такі як наукова абстракція, аналіз і синтез, системний і структурний підходи, а також математичне моделювання. У дослідженні застосовувалися методи математичного аналізу, предметно-логічного та структурно-функціонального аналізу, методи візуального програмування. У ході роботи використані пакети програм моделювання DesignLab і Matlab Simulink. p align="center"> фотоелектричний сонячний батарея напівпровідниковий
Наукова новизна роботи
. Розроблено оригінальну математичну модель сонячних батарей, що дозволяє наочно і оглядатися провести моделювання набору властивостей СБ У моделюванні запропонований спосіб обліку розкиду технологічних параметрів СЕ і старіння фотоелементів. Модель узагальнює конструктивні втрати, а також втрати падаючого сонячного випромінювання. При проведенні імітування вперше є можливість оцінки вихідний ємності для аналізу динамічних режимів навантаження СБ
. Виконано розрахунки та моделювання, що дозволяють забезпечити відтворення характеристик СБ, зібраних з різних комбінацій різноманітних напівпровідникових СЕ. Проведено системати...
