У монографії узагальнено й систематизовано основні підходи до створення органічних фотовольтаїчних структур з об'ємним гетеропереходом. Розглянуто нові фотовольтаїчні матеріали на основі фулеренів, спряжених полімерів, органічних барвників, графенів, дендримерів. Основну увагу приділено взаємозв'язку будова-властивість матеріалу. Проаналізовано вплив морфології фотоактивного шару на фотовольтаїчні характеристики сонячних комірок, розглянуто основні шляхи оптимізації цих характеристик, виявлено та проаналізовано чинники, які їх визначають. Обговорено нові ефекти в органічній фотовольтації - гістерезис фотоструму та фотовольтаїчний ефект оптично прозорих матеріалів. Значну увагу приділено використанню квантово-хімічних розрахунків для інтерпретації фотовольтаїчних ефектів. Запропоновано шляхи цілеспрямованого дизайну нових фотовольтаїчних органічних структур.

MOSFET-транзистори використано під час побудови сонячної панелі. Зазначається, що для коректної роботи фотовольтаїчних елементів у сонячних панелях та роботи сонячних панелей на електростанціях використовуються шунтувальні та блокувальні діоди. Зазначено, що перспективнішим розвитком конструювання сонячних панелей є заміна таких діодів на MOSFET-транзистори. Оскільки такі транзистори мають низький внутрішній опір при прямому включенні, їх використання є доцільним. Показана можливість керування в сонячній панелі таким елементом як транзистор, на відміну від діоду. Таке керування можливо здійснювати від внутрішньої напруги на фотоелементах та від зовнішніх чинників. Також показана можливість динамічного з'єднання фотоелементів у сонячних панелях за допомогою MOSFET-транзисторів. Визначено, що для динамічної комутації паралельних і послідовних з'єднань потрібні три елементи електричного кола, відображено елементарне коло динамічних з'єднань. Побудована базова схема динамічної комутації фотоелементів у сонячній панелі з використанням польових транзисторів. Запропоновано шлях вирішення проблеми наявності паразитного діоду. Розглянуто використання двох з'єднаних на зустріч MOSFET-транзисторів для динамічної комутації. Відмічено, що для керування таким колом доцільно використовувати програмовані логічні контролери, які можуть керувати комутацією з використанням заздалегідь завантаженої мікропрограми. На прикладі двох фотоелементів показана схема сонячної панелі з динамічними з'єднаннями фотоелементів і використанням збірок транзисторів та керуванням за допомогою контролера. Відмічено, що транзистори для динамічної комутації можуть бути використані як шунтувальні чи блокувальні діоди. Такий підхід дає змогу створювати універсальні та максимально інтегровані системи.

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8-03

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено дослідження фотолюмінесцентних властивостей молекулярних композитів, що складаються з меланіну та електронно-акцепторного матеріалу - похідного фулерену, метилового ефіру [6,6]-феніл-C61-масляної кислоти (РСВМ). Такі молекулярні композити недостатньо вивчено і є перспективними для молекулярної електроніки природних матеріалів, зокрема для органічних сонячних елементів. Новизна даної роботи полягає у дослідженні спектрів фотолюмінесценції цих молекулярних сумішей і нанокомпозитів у різних розчинниках (хлороформі, ацетонітрилі, толуолі), а також у полістирольній матриці. Ці дослідження проводилися за різних температур, зокрема за температури рідкого гелію (4,2 К). Одержані результати надали змогу детальніше розглянути механізми агрегації та донорно-акцепторної взаємодії меланіну та РСВМ.

Розглянуто та проаналізовано 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 вольтамперної характеристики (ВАХ). 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 ВАХ 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 ВАХ фотоелектричного перетворювача з геометричною площею та з реальними площами поверхні фотоелектричного перетворювача. Виявлено, що криві ВАХ 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.

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж25096 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено конструкцію та програмні алгоритми автономної системи для тестування фотоелектричних модулів (ФМ) у реальних умовах експлуатації. Розвинутий метод обробки вольтамперних характеристик (ВАХ) модулів дозволяє визначати параметри фотомодулів: фотострум, зворотний струм насичення pn-переходу, коефіцієнт неідеальності, послідовний та паралельний опори електричних втрат. Слід відзначити, що ці параметри зазвичай не надаються виробниками модулів, але вони суттєві для визначення поточного стану ФМ, їх діагностики, а також для коректного прогнозування роботи фотоелектричних станцій (ФЕС) у різних зовнішніх умовах. Автоматизована вимірювальна система сконструйована на базі мікрокомп'ютера Raspberry PІB, у ній реалізований метод сканування ВАХ шляхом зміни резистивного навантаження. Комутаці я резисторів здійснюється MOSFET-транзисторами, якими керує певна програма, записана в пам'ять мікрокомп'ютера. Тривалість сканування всій ВАХ не перевищує кількох секунд, що дає можливість отримувати реальну ВАХ при змінних сонячної радіації і температурі, та проводити тестування ФМ в польових умовах на ФЕС. Параметри ФМ у рамках однодіодної схеми заміщення розраховуються за допомогою оригінального методу рішення системи нелінійних рівнянь за стійким ітераційним алгоритмом, який заснований на розкладанні нелінійних рівнянь за малими параметрами та забезпечує визначення параметрів не більш ніж за десять секунд.

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

p-n-Перехід є невеликим компонентом сонячного елементу, який може виробляти електроенергію. Коли фотони стикаються з p-n-переходом, електрони поглинаються атомами, а дірки вивільняються в області n-типу. Метод зворотного діода може збільшити вихідну потужність сонячної панелі, яка була знижена через затінення. На вольтамперних характеристиках та характеристиках потужності від напруги було помічено нові піки і точки максимальної потужності. Максимальна помітна вихідна потужність без зворотних діодів спостерігалася в діапазонах 51,1 Вт. Після встановлення зворотних діодів перший пік за 116,1 Вт і другий пік близько 151,1 Вт з'явилися відповідно за напруг приблизно 31,1 В і 41,2 В. У періоди яскравого сонячного світла фотоелектричні сонячні панелі є ефективним джерелом енергії. Надлишок енергії можна зберігати та використовувати пізніше, наприклад, вночі або в похмуру погоду. У запропонованій роботі досліджено використання математичних підходів і моделей нечіткої логіки для прогнозування генерації енергоефективності для фотоелектричних сонячних панелей (ФЕ панелей). Аналітичні рівняння пов'язують потужність ФЕ панелі з температурою та сонячним випромінюванням у математичних моделях. Характерний для даної місцевості кут нахилу визначається добовими, місячними та річними циклами сонця. Прогнозування виробництва та попиту на електроенергію є основою перебування на ринку електроенергії. Виробники та дистриб'ютори електроенергії найчастіше використовують стислострокове прогнозування. Основною проблемою виробників енергії є зовнішні фактори, які впливають на рівень виробництва, наприклад, погода.

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8-03

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Інтеграція фотоелектричної розподіленої генерації в активну розподільчу мережу швидко зросла завдяки її важливості для доставки чистої енергії, отже, участі у вирішенні різних проблем, таких як зміна клімату та забруднення. Додавання акумуляторних систем накопичення енергії може бути розглянуто як один з найкращих варіантів вирішення зазначених питань завдяки своїм характеристикам швидкої зарядки та розрядки, управління якістю енергії та задоволення піку енергетичних потреб. Новизна запропонованої роботи полягає у розробці нових багатоцільових функцій на основі суми трьох технічних параметрів сумарних втрат активної потужності, загальних відхилень напруги та загального часу спрацьовування реле захисту від перевантаження по струму. Мета роботи - вирішення проблеми розподілу гібридних фотоелектричних розподілених систем генерації та інтеграції систем накопичення енергії в стандартні активні розподільчі мережі з 33-шинами IEEE та 69-шинами IEEE. Методологія. Оптимальна інтеграція гібридних систем сформульована як мінімізація запропонованих багатоцільових функцій шляхом застосування нещодавно розробленої метаевристичної методики, заснованої на різних хаотичних алгоритмах оптимізації сірого вовка. Застосовані алгоритми оптимізації стають дедалі популярнішими завдяки своїй простоті, відсутності необхідної інформації щодо градієнту, можливості обходу локальних оптимумів та універсальності в застосуваннях щодо енергосистеми. Результати. Результати моделювання обох тестових систем підтверджують надійність та ефективність хаотичного логістичного алгоритму оптимізації сірого вовка в порівнянні з іншими алгоритмами з точки зору збіжності до глобального оптимального розв'язання та з точки зору забезпечення найкращих і мінімальних багатоцільових функцій на основі втрат потужності, відхилення напруги та значень часу спрацювання реле. Практичне значення. Розроблено рекомендації щодо використання оптимального розподілу гібридних систем для реальних промислових розподільчих енергосистем із наявністю відновлюваних джерел енергії.

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.83 + З637

Рубрики:

Фотоелектричні сонячні батареї

Сонячні (геліо-) електричні станції

Шифр НБУВ: 448377 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.83

Рубрики:

Фотоелектричні сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж43925 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж60673 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

An integrated Smart Grid system has been developed for matching the production and consumption of electric power based on a prediction of changes in the battery capacity. Advanced decisions on the change in power transmission capacity have made it possible to regulate voltage in the distribution system by maintaining the power factor of the photoelectric charging station. Voltages at the input to the hybrid inverter and in the distribution system were measured to assess their ratio. Comprehensive mathematical and logical modeling of the photoelectric charging station was performed based on the mathematical substantiation of architecture and operation maintenance. A dynamic subsystem including such components as mains, a photoelectric module, a hybrid inverter, batteries, a twoway counter Smart Meter and a charger formed the basis of the proposed technological system. Time constants and coefficients of mathematical models of dynamics in terms of estimation of changes in the battery capacity and power factor of the photoelectric charging station were determined. A functional estimate of changes in the battery capacity and power factor of the photoelectric charging station was obtained. Maintenance of voltage in the distribution system was realized based on resulting operation data to estimate a change in the battery capacity. Advanced decision-making has made it possible to raise the power factor of the photoelectric charging station up to 40 % due to matching the electric power production and consumption. Maintenance of operation of the photoelectric charging station using the developed Smart Grid technology has enabled prevention of peak loading of the power system due to a 20 % reduction of power consumption from the network.

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано для ентропійного аналізу систем розосередженої генерації (СРГ) використовувати функцію ентропійної дивергенції (ЕД). Приведено опис СРГ через розподіл носіїв і ресурсів генерації та споживання. Запропоновано методику розрахунку імовірностей мікро- та макростанів системи. Наведено функцію ентропійної дивергенції, як інтегральну характеристику макростану СОГ, а також її основні властивості. Розраховано ЕД потоку сонячного випромінювання. Проведено імітаційне моделювання СРГ, що складається з відновлюваного джерела енергії, накопичувача та активного навантаження, у програмному середовищі Matlab R2020a Simulink. Наведено часові залежності зміни стану заряду накопичувача. Розраховано ентропію та ЕД потоку енергії на виході накопичувача у такій системі. Показано, що для зменшення величини ЕД потоку енергії на виході накопичувача, необхідно наблизити режим його роботи до гранично допустимого. Для цього необхідно змінювати ємність накопичувача у відповідності до ЕД потоку сонячного випромінювання, взятої з протилежним знаком. При цьому баланс енергії у системі зберігається, хоча тривалості інтервалів часу, коли накопичувач повністю заряджений і повністю розряджений, зменшуються.