Метод контроля и диагностики для сохранения эксплуатационных параметров солнечного модуля в условиях неоднородного освещения
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-4-18-24Ключевые слова:
диагностика солнечных модулей, неоднородное освещение, фотоэлектрический преобразователь, солнечная энергетикаАннотация
Рассмотрены наиболее известные методы диагностики солнечных модулей, показано, что описанные методы диагностики не позволяют выявить дефекты, развивающиеся в течение длительного времени. Проанализирована работа фотоэлектрических преобразователей в условиях неоднородного освещения. Показано, что работа солнечных модулей при неоднородном освещении может привести к образованию термических повреждений полупроводниковых материалов и к ухудшению энергетических характеристик модуля по причине того, что часть фотоэлектрических преобразователей, находящихся при сниженной энергетической освещенности, становятся паразитной нагрузкой для более освещенных фотоэлектрических преобразователей, входящих в такой модуль. Получено аналитическое уравнение в явном виде для полной вольт-амперной характеристики фотоэлектрического преобразователя с применением W-функции Ламберта в прямом и обратном смещении, которые позволяют исследовать соединения фотоэлектрических преобразователей в составе солнечного модуля, при неоднородном энергетическом освещении, где важное значение имеет обратная ветвь ВАХ. Аналитическое уравнение позволяет прогнозировать поведение фотоэлектрических преобразователей и составленных из них солнечных модулей при различных режимах работы, в том числе позволяет выявлять процесс деградации. Разработано и изготовлено электронное измерительное устройство, позволяющее снимать световую и темновую вольт-амперную характеристику фотоэлектрического преобразователя включая отрицательную ветвь в автоматическом режиме. Тем самым сокращается время измерения и влияние внешних условий проведения эксперимента при получении ВАХ фотоэлектрического преобразователя. Предложен способ составления солнечных модулей из фотоэлектрических преобразователей в условиях их эксплуатации при неоднородном освещении. В результате такого отбора повышается надежность и достигается повышение КПД солнечного модуля в режиме затенения, составленного из отобранных таким способом последовательно соединенных фотоэлектрических преобразователей.Библиографические ссылки
Зиновьев В. В., Бартенев О. А. Диагностика промышленных солнечных модулей в областях прямой и обратной ветвей вольт-амперной характеристики при неоднородном освещении // Промышленная энергетика. 2020. № 1. С. 56-62.
Совершенствование подходов к составлению, диагностике и эксплуатации солнечных модулей в условиях неоднородного освещения / В. В. Зиновьев, О. М. Мирсаетов, С. Б. Колесова, О. A. Бартенев // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2023. № 2. С. 19-26. https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.02.019-026.
Зиновьев В. В., Бартенев О. А. Двухдиодная модель солнечных преобразователей на основе W-функции Ламберта для прямой и обратной ветви вольт-амперной характеристи-ки // Промышленная энергетика. 2020. № 12. С. 33-39.
Shu-xian Lun, Shuo Wang, Gui-hong Yang, Ting-ting Guo. A new explicit double-diode modeling method based on Lambert W-function for photovoltaic arrays. Solar Energy. 2015. Vol. 116. P. 69-82.
Xiankun Gao, Yan Cui, Jianjun Hu, Guangyin Xu, Yongchang Yu. Lambert W-function based exact representation for double diode model of solar cells: Comparison on fitness and parameter extraction. Energy Conversion and Management. 2016.Vol. 127. P. 443-460.
Garcia-Sanchez, Francisco & Romero, Beatriz & Lugo, Denise & Del Pozo, Gonzalo & Arredondo, Belen & Liou, Jane & Ortiz-Conde, Adelmo. Modelling solar cell S-shaped I-V characteristics with DC lumped-parameter equivalent circuits a review. FACTA UNIVERSITATIS Series Electronics and Energetics. 2017. 30. P. 327-350.
Кирпичникова И. М., Махсумов И. Б. Построение энергетических характеристик солнечных модулей с учетом условий окружающей среды // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2020. № 34. С. 56-74. DOI 10.15593/2224-9397/2020.2.04.
Vardanyan R. R., Badalyan N. K. The influence of dust and temperature on the efficiency of solar photovoltaic modules // Proceedings of National Polytechnic University of Armenia. Electrical Engineering, Energetics. 2021. No. 1. P. 44-52. DOI 10.53297/18293328-2021.1-44.
Швец С. В., Байшев А. В. Назначение шунтирующих диодов солнечной панели и методы их диагностики. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019. Т. 23, № 6. С. 1187-1202. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-6-1187-1202.
Owen-Bellini M., Sulas-Kern D. B., Perrin G., North H., Spataru S., & Hacke, P. Methods for in Situ Electroluminescence Imaging of Photovoltaic Modules under Varying Environmental Conditions. IEEE Journal of Photovoltaics. 2020. 10(5), 1254-1261. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2020.3001723.
Balasubramani G, Thangavelu V, Chinnusamy M, Subramaniam U, Padmanaban S, Mihet-Popa L. Infrared Thermography Based Defects Testing of Solar Photovoltaic Panel with Fuzzy Rule-Based Evaluation. Energies. 2020. 13(6):1343. https://doi.org/10.3390/en13061343.
Котельников Д. Ю., Кузнецов П. Н. Устройство автоматического мониторинга и диагностики солнечной электростанции // Дневник науки. 2021. № 5 (53).
Кирпичникова И. М., Заварухин В. А. Деградация солнечных модулей. Виды, причины, методы диагностики модулей // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 2 (130). С. 37-42.
Дегтярев К. С. Состояние и территориальная организация фотовольтаической солнечной энергетики в России // Окружающая среда и энерговедение. 2019. № 1 (1). С. 23-38. DOI 10.5281/zenodo.2559222.
Стребков Д. С., Бобовников Н. Ю. Роль новых технологий в развитии солнечной энергетики // Энергетик. 2020. № 7. С. 33-36.
Библиографические ссылки
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Олег Марсимович Мирсаетов, Виталий Валерьевич Зиновьев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
