Исследование методов в расчетах параметров солнечных элементов

Автор(и)

  • Евгений Яковлевич Швец Запорожская государственная инженерная академия, Україна
  • Сергей Леонидович Хрипко Гуманитарный университет "Запорожский институт государственного и муниципального управления", Україна
  • Евгения Ивановна Зубко Запорожская гос. инженерная академия, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347009010038

Анотація

В работе получены аналитические выражения для определения электрических параметров и характеристик солнечных элементов: последовательного и шунтирующего сопротивления, тока насыщения. Использован метод множителей Лангранжа для расчета фактора заполнения вольт-амперной характеристики (ВАХ) солнечного элемента. Результаты расчетов показали удовлетворительную согласованность с экспериментальными данными.

Посилання

  1. Lipinski M., Panek P. Optimisation of monocrystalline silicon solar cell // Opto–electronics Review. — 2003. — Vol. 11, No. 4. — Р. 291–295.
  2. Bruton T. M. General trends about photovoltaics based on crystalline silicon // Solar Energy & Solar Cells. — 2002. — Vol. 72. — P. 3–10.
  3. Андрюшин Е. А., Силин А. П. Физические проблемы солнечной энергетики // Успехи физических наук. — 1991. — Т. 161, № 8. — С. 129–139.
  4. Wolf M., Rauschenbach H. Series resistance effects on solar cell measurements // Advanced Energy Conversion. — 1963. — Vol. 3. — P. 455–479.
  5. Scofield J. H. Effects of series resistance and inductance on solar cell admittance measurements // Energy materials and Solar Cells. — 1995. — Vol. 41, No. 11. — Р. 1953–1964.
  6. Lal R., Sharan R. Shunt resistance and soft reverse characteristics of silicon diffused–junction solar cells // Solid–State Electronics. — 1986. — Vol. 29, No. 10. — Р. 1015–1023.
  7. Nielsen L. D. Distributed series resistance effects in solar cells // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1982. — Vol. ED–29, No. 5. — Р. 821–827.
  8. Rohatgi A., Rai–Choudhury P. Design, fabrication and analysis of 17–18–percent efficient surface–passivated silicon solar cells // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1984. — Vol. ED–31, No. 5. — Р. 596–601.
  9. Rohatgi A., Rai–Choudhury P. An approach toward 20–percent efficient silicon solar cells // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1986. — Vol. ED–33, No. 1. — Р. 1–7.
  10. Ortiz–Conde A., Garcia Sanchez F.J. Approximate analytical expression for equation of ideal diode with series and shunt resistances // Electronics Lett. — 1992. — Vol. 28, No. 21. — Р. 1964–1965.
  11. Abuelmaўatti M. Improved approximate analytical solution for generalised diode equation // Electronics Lett. — 1992. — Vol. 28, No. 6. — Р. 594–595.
  12. Fjeldy T. A., Moon B. J., Shur M. Approximate analytical solunion of generalized diode equation // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1991. — Vol. ED–38, No. 8. — Р. 1976–1977.
  13. Сhegaar M., Ouennoughi Z., Guechi F., Langueur H. Determination of solar cells parameters under illuminated conditions // Journal of Electron Devices. — 2003. — Vol. 2. — P. 17–21.
  14. Ortiz–Conde A., Garcia Sanchez F. J., Muci J. New method to extract the model parameters of solar cells from the explicit analytic solutions of their illuminated I–V characteristics // Solar Energy Materials & Solar Cells. — 2006. — Vol. 90. — P. 352–361.
  15. Eke R., Oktiks Ю. Muрla iklim Koюullarina AS1206 tek kristal silisyum (m–Si) fotovoltaik modьlьn seri ve paralel direnз deрerlerinin mevsimsel olarak deрiюimi // Journal of Arts and Sciences Sayt. — 2007. — Vol. 7. — P. 21–31.
  16. Bayhan H., Kavasoglu S. Exact analytical solution of the diode ideality factor of a p–n–junction device using Lambert W–function model // Turkish Journal of Physic. — 2007. — Vol. 31. — P. 7–10.
  17. Chegaar M., Ouennohi Z., Guechi F. Extracting the parameters of solar cells under illumination // Vacuum. — 2004. — Vol. 75. — P. 367–372.
  18. Jain A., Kapoor A. A new approach to study organic solar cell using Lambert W–function // Solar Energy Materials & Solar Cells. — 2005. — Vol. 86. — P. 197–205.
  19. Haouari–Merbah M., Belhamel M., Tobias I., Ruiz J. M. Extraction and analysis of solar cell parameters from the illuminated current voltage curve // Energy Materials & Solar Cells. — 2005. — Vol. 87. — P. 225–233.
  20. Quanxijia, Anderson W. A., Liu E., Zhang S. A novel method for evaluation the series resistance of solar cells // Solid State Electronics. — 1988. — Vol. 28. — P. 807–820.
  21. Dib S., de la Bardonne M., Khoury A., Pelanchon F., Mialhe P. A new method for extraction of diode parameters using a single exponential model // Active and Passive Electron Components. — 1999. — Vol. 22. — P. 157–163.
  22. Vishnoi A., Gopal R., Dwivedi R., Srivastava S. K. Distributed parameter analysis of dark I–V–characteristics of the solar cell: estimation of equivalent lumped series resistance and diode quality factor // IEEE Proceedings. — 1993. — Vol. 140. — P. 155–164.
  23. Garrido–Alzar C. L. Algorithm for extraction of solar cell parameters from i–v–curve using double exponential model // Renewable Energy. — 1997. — Vol. 10. — P. 125–128.
  24. Charles J.–P., Abdelkrim M., Muoy Y. H., Mialhe P. A practical method of analysis of the current voltage characteristics of solar cells // Solar Cells Review. — 1981. — Vol. 4. — P. 169–178.
  25. Araujo G. L., Sanchez E. A new method for experimental determination of the series resistance of a solar cell // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1982. — Vol. ED–29, No. 10. — Р. 1511–1515.
  26. Mwiinga N. Combinatorics of solar cell optoelectronic device parameters // 2nd Joint Int. Conf. on Sustainable Energy and Environment (SEE 2006), Bangkok. 2006. — P. 1–6.
  27. Araki K. Novel equivalent circuit model and statistical analysis in parameters identification // Solar Energy Materials & Solar Cells. — 2003. — Vol. 75. — P. 457–466.
  28. Abdelkrim M., Ben Amor J., Fathallan M., Charles J.–P. Solar cell filling factjr evaluation by lagrangian vethod // Journal of Active and Passive Electronic Devices. — 2005. — Vol. 1. — P. 107–121.
  29. De Blas M. A., Torres J. L., Prieto E., Garcia A. Selecting a suitable model for characterizing photovoltaic devices // Renewable Energy. — 2002. — Vol. 25, No. 3. — Р. 371–380.
  30. Luque A., Sala G., Luque–Heredia I. Photovoltaic concentration at the onset of its commercial deployment // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. — 2006. — Vol. 14. — P. 413–428.
  31. Zekry A., Eldallal G. Effect of MS contact on the electrical behaviour of solar cells // Solid–State Electronics. — 1988. — Vol. 31, No. 1. — Р. 91–97.
  32. Стриха В. И., Кильчицкая С. С. Солнечные элементы на основе контакта металл-полупроводник. — СПб. : Энергоатомиздат, 1991. — 136 с.
  33. Phang J. C. H., Chan D. S. H., Philips J. R. Accurate analytical method for the extraction of solar cell parameters // Electronics Lett. — 1984. — Vol. 20, No. 10. — Р. 406–408.
  34. Chan D. S. H., Philips J. R., Phang J. C. H. A comparative study of extraction methods for solar cell model parameters // Solid–State Electronics. — 1986. — Vol. 29, No. 3. — Р. 329–337.
  35. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. — М. : Наука, 1980. — 975 с.
  36. Зорич В. А. Математический анализ: учеб. для студ. вузов. Ч. 1. — 4-е изд., испр. — М. : МЦНМО, 2002. — 664 с.

Опубліковано

2009-01-03

Як цитувати

Швец, Е. Я., Хрипко, С. Л., & Зубко, Е. И. (2009). Исследование методов в расчетах параметров солнечных элементов. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 52(1), 26–36. https://doi.org/10.20535/S0021347009010038

Номер

Том 52 № 1 (2009)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.