опису випадків затінення СБ і шунтуючих діодів в конструкції батареї. Недоліки такого імітаційного мови - громіздкість, необхідність коригування вихідних файлів для завдання різних умов навколишнього середовища, необхідність спочатку бібліотечного, а потім схемного опису компонентів. Такий спосіб моделювання не дозволяє легко переходити від одиничного СЕ до СБ довільної конфігурації. Для побудови узагальненої моделі СБ необхідно використовувати іншу імітаційну середу. p align="justify"> У розділі 4 описана модель СЕ і універсальна модель сонячних батарей в середовищі Matlab Simulink з використанням принципів візуального програмування. Сонячні батареї являють собою послідовно-паралельну комбінацію СЕ. В основу імітування сонячних батарей покладено модель фотоелемента, математичний опис якої наведено в дисертації. Дано залежності фотоструму СЕ і зворотного струму насичення від температури і освітленості, для обчислення яких використовується інформація виробників. У наведені формули включені енергія забороненої зони напівпровідника і діодний коефіцієнт n, що дозволяють проводити моделювання СЕ з різних напівпровідників. Дано співвідношення, що дозволяє знайти послідовний опір фотоелемента. p align="justify"> У першому наближенні залежність густини струму короткого замикання від спектральної характеристики СЕ визначається з урахуванням спектрального розподілу енергії сонячного випромінювання по довжинах хвиль і спектральної характеристики фотоелемента з даного напівпровідникового матеріалу. Чим більше точок спектральної характеристики досліджуваного СЕ відомо, тим вище точність моделювання вихідних характеристик фотоелементів. p align="justify"> Вплив іонізуючого випромінювання космічного простору призводить до значної деградації характеристик СЕ. Зазвичай відомі коефіцієнти деградації основних параметрів СЕ під дією відповідних флюенса радіації. Ці дані вводяться в модель СЕ і дозволять побудувати ВАХ і ВВХ фотоелемента в заданих умовах. p align="justify"> Вважаємо, що сонячна батарея складається з Ns послідовно об'єднаних, Np паралельно об'єднаних фотоелементів.
Струм короткого замикання батареї, напруга холостого ходу СБ, послідовний опір.
Вольтамперная характеристик СБ описана формулою (1)
, (1)
де Is - зворотний струм насичення;
k - постійна Больцмана;
Т-робоча температура;
q - заряд електрона.
Для аналітичного опису СБ справедливі залежності фотоструму і зворотного струму насичення СЕ від температури і освітленості.
Одним з найважливіших параметрів сонячних батарей є їх вихідна ємність, що дозволяє відтворювати поведінку СБ в динамічних умовах. Наявні моделі вихідний ємності складні для математичного подання, їх параметри не визначені. p align="justify"> Відомо, що вихідна ємність СБ являє собою суму бар'єрної та дифузійного ємностей батареї. Бар'єрна і дифузійна ємності - функції струму, поточного через кожен СЕ. Значення цих ємностей постійно змінюється. Для стандартної конфігурації СБ дифузійна ємність може бути розрахована згідно наближеною формулою (2). br/>
, (2)
Величину бар'єрної ємності вважаємо рівної мкФ.
Статичні втрати через розкиду технологічних параметрів для кремнієвих СБ становлять менше 1%. Для тонкоплівкових елементів такі показники дещо вище (близько 2%). Внаслідок старіння втрати можуть збільшитися до 12%. p> При послідовному об'єднанні СЕ загальний струм елементів визначається величиною струму СЕ з гіршими параметрами, при цьому напруга модуля становить суму напруг окремих елементів з притаманним їм розкидом параметрів. При паралельному об'єднанні кількох модулів присутній розкид параметрів модулів по струму. Для опису представлених ефектів запропонований виконуваний. M-файл, в якому виконаний розрахунок СБ довільної конфігурації за допомогою команди формування масиву випадкових величин в заданому інтервалі. Отримані результати використовуються для відтворення ВАХ СБ До області технологічного розкиду параметрів відносяться також різні значення послідовного опору окремих фотоелементів. p> Дані щодо надійності і деградації характеристик СБ з плином часу в інформації виробників не наводяться. Погіршення характеристик СБ з плином часу не має стихійного характеру. Процес старіння проходить у дві стадії: протягом першого року експлуатації СБ піддаються швидкої деградації характеристик (1-3%), а далі йде повільне лінійне старіння (0,5-1% на рік). Для обліку старіння СЕ визначається час експлуатації, конфігурація батареї і відповідний коефіцієнт деградації. p> Для оцінки втрат, пов'язаних з нерівномірністю роботи сонячних елементів, або для розрахунку вихідних параметрів частково освітлених сонячних батарей вводиться коефіцієнт k2. Він враховує зміну щільності потоку випромінювання, залежить від відстані до Сонця, втрат у с...
