Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43048
Назва: Розробка системи автоматичного блокування деградованих сонячних елементів автономних пристроїв
Інші назви: Development of automatic blocking system of degraded solar cells of autonomous devices
Автори: Ковальчук, Василь Олегович
Kovalchuk, Vasyl
Бібліографічний опис: Ковальчук В. О. Розробка системи автоматичного блокування деградованих сонячних елементів автономних пристроїв: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“ / В. О. Ковальчук. — Тернопіль: ТНТУ, 2023. — 76 с.
Дата публікації: гру-2023
Дата внесення: 23-гру-2023
Видавництво: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Науковий керівник: Тарасенко, Микола Григорович
Tarasenko, Mykola
УДК: 621.3
Теми: 141
електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
сонячна енергетика
вітрова енергетика
електропостачання
solar energy
wind energy
electricity supply
Кількість сторінок: 76
Короткий огляд (реферат): У роботі розглянуто будову фотоелектричної системи. Наведено спрощену еквівалентну модель фотоелектричного елемента з одним переходом, в якій під час моделювання фотоелектричного елемента враховується питомий опір матеріалу та омічні втрати, зумовлені рівнями контакту. Проведено аналіз процесів деградації в різних технологіях сонячних елементів обговорювалася і перераховані фактори, що впливають на деградацію сонячного елемента, описаний процес деградації, а також способи прогнозування, моніторингу та запобігання деградації технології сонячних елементів. Розроблено модуль моніторингу струму короткого замикання для кожного фотоелектричного елемента. Розроблено систему ре конфігурування масиву сонячних елементів, з можливістю виключення деградованих сонячних елементів з фотоелектричного масиву.
The paper considers the structure of a photovoltaic system. A simplified equivalent model of a single junction solar cell is presented, in which the resistivity of the material and the ohmic losses caused by contact levels are taken into account when modelling a solar cell. An analysis of degradation processes in different solar cell technologies is carried out, discussing and listing the factors that influence the degradation of a solar cell, describing the degradation process, as well as ways to predict, monitor and prevent the degradation of solar cell technology. A module for monitoring short-circuit current for each photovoltaic cell has been developed. A system for reconfiguring the solar cell array with the possibility of excluding degraded solar cells from the photovoltaic array has been developed.
Опис: Проведено аналіз різних типів сонячних елементів, їх ефективності та перспективи підвищення ККД. Проведено аналіз ефективності перетворення випромінювання сонячним елементом у електричний струм. Описано математичну модель, яка відображає поведінку сонячного елементу при попаданні на нього випромінювання. Проведено аналіз методів визначення деградованих сонячних елементів. Визначено їх переваги та недоліки. В результаті проведених досліджень встановлено негативну особливість байпасних і послідовних діодів, що використовуються у фотоелектричній системі. Проаналізовано схеми з’єднання сонячних елементів без діодів за трьома способами: схема з'єднання з повним перехресним зв'язком; схема з'єднання з мостовим зв'язком; гібридна схема з'єднання. Розроблено Simulink-модель, яка може виконувати розрахунки електричних характеристик сонячного модуля, встановленого на автономному пристрої з використанням сонячних елементів XTJ з потрійним переходом. Розроблено модуль моніторингу струму короткого замикання для кожного сонячного елемента.
Зміст: ВСТУП 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Фотоелектричний ефект у сонячних елементах 9 1.2 Сонячні елементи та їх покоління 10 1.2.1 Перше покоління сонячних елементів 10 1.2.2 Друге покоління сонячних елементів 10 1.2.3 Третє покоління сонячних елементів 11 1.2.4 Четверте покоління сонячних елементів 13 1.3 Аналіз ефективності сонячного елемента 13 1.3.1 Сонячний спектр та освітленість 13 1.3.2 Ефективність перетворення енергії 14 1.4 Висновки до розділу 20 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 2.1 Способи визначення деградації сонячних елементів 21 2.2 Реконфігурований сонячний фотоелектричний масив 22 2.3 Схема з'єднання з повним перехресним зв'язком 34 2.4 Схема з'єднань з мостовими зв'язками 34 2.5 Схема з'єднання гібридної конфігурації 36 2.6 Висновки до розділу 37 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 3.1 Несправності, що виникають у фотоелектричних системах 38 3.2 Деградація фотоелектричної системи 40 3.2.1 Види деградації 40 3.2.2 Забруднення передньої поверхні 40 3.2.3 Оптична деградація 42 3.2.4 Деградація сонячних елементів 42 3.2.5 Пошкоджені (деградовані) сонячні елементи 43 3.2.6 Світло-індукована деградація 44 3.2.7 Деградація, спричинена температурою 45 3.3 Аналіз деградації у фотоелектричній системі 45 3.4 Виявлення деградованих сонячних елементів у фотоелектричній системі 46 3.4.1 Виявлення деградованого сонячного елемента за допомогою струму короткого замикання 46 3.4.2 Алгоритм виявлення деградованих сонячних елементів 49 3.5 Удосконалений реконфігурований фотоелектричний модуль 60 3.5.1 Моделювання та імітація реконфігурованого модуля 60 3.5.2 Проектування друкованої плати ключів (транзисторів) реконфігурованого модуля 64 3.5.3 Блок-схема системи керування 66 3.6 Висновки до розділу 67 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 68 4.1 Основні вимоги безпеки до улаштування та експлуатації технологічного обладнання 68 4.2 Сигнально-попереджувальні пристрої і фарбування обладнання 70 4.3 Особливості проведення рятувальних та інших невідкладних робіт при ліквідації наслідків великих виробничих аварій і катастроф 71 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 74 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 75
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43048
Власник авторського права: © Ковальчук В.О., 2023
Перелік літератури: 1. Ковальчук В.О. Шляхи підвищення енергоефективності фотоелектричних систем // Д. П. Драпалюк; А. В. Коваль; В. О. Ковальчук; М. В. Королевич / Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 6-7 грудня 2023) / М-во освіти і науки України, Терн. націон. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2023. – С. 165.
2. Vadym Koval, Bogdan Orobchuk, Nataliia Kuzemko, Gao Lijin. Measuring device for photovoltaic modules electrical characteristics testing // Proceedings of the International Conference „Advanced applied energy and information technologies 2021‖, 2021.
3. Коваль В. П. Автоматизована вимірювальна установка для дослідження електричних характеристик фотоелектричних модулів/ В. П. Коваль, Б.Я. Оробчук, Л.М. Костик, Я.М.Осадца// Вісник Хмельницького національного університету. – 2022. – № 5. – С. 168-173.
4. Kumar, P. (2016). Organic solar cells: device physics, processing, degradation, and prevention. CRC press.
5. Solanki, C. S. (2015). Solar photovoltaics: fundamentals, technologies and applications. Phi learning pvt. Ltd..
6. Коваль В. П. Енергетична ефективність систем позиціонування плоских сонячних панелей / В. П. Коваль, Р. Р. Івасечко, К. М. Козак // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. – 2015. – № 3. – С. 2-10.
7. Bohdan Orobchuk, Ivan Sysak, Oleh Buniak, Serhii Babiuk, Vadym Koval (2023) Development of the reactive power compensation laboratory bench and its integration into the training simulator of dispatch control system. The 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems 2023 (ITTAP 2023).
8. Khaligh, A., & Onar, O. C. (2017). Energy harvesting: solar, wind, and ocean energy conversion systems. CRC press.
9. Messenger, S. R., Summers, G. P., Burke, E. A., Walters, R. J., & Xapsos, M. A. (2001). Modeling solar cell degradation in space: A comparison of the NRL displacement damage dose and the JPL equivalent fluence approaches. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 9(2), 103-121.
10. Patel, M. R. (2004). Spacecraft power systems. CRC press.
11. Vadym Koval, Serhii Martsenko, Myroslav Zin (2023). Designing and Implementing Intelligent Lighting Control System. The 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023). Ternopil, Ukraine, June 14-16, Vol. 3468, Pages 241-249.
12. Meyer, E. L., & Van Dyk, E. E. (2004). Assessing the reliability and degradation of photovoltaic module performance parameters. IEEE Transactions on reliability, 53(1), 83-92.
13. Керея Ю.Б. Роль системи накопичення енергії у електроенергетичній системі //Ю.Б.Керея, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 68.
14. Lin, X., Wang, Y., Pedram, M., Kim, J., & Chang, N. (2013). Designing fault-tolerant photovoltaic systems. IEEE Design & Test, 31(3), 76-84.
15. Bohdan Orobchuk, Ivan Sysak, Oleh Buniak, Serhii Babiuk, Vadym Koval (2023) Development of the reactive power compensation laboratory bench and its integration into the training simulator of dispatch control system. The 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems 2023 (ITTAP 2023)
16. Жидецький В.Ц. Основи охорони праці. Підручник/ В.Ц.Жидецький, В.С Джигирей, О.В.Мельников. – Вид. 5-те, доповнене. – Львів: Афіша, 2000. – 350 с.
17. Стеблюк М.І. Цивільна оборона та цивільний захист: Підручник. – 2-ге вид., перероб. Затверджено МОН / М.І. Стеблюк.– К., 2010. – 487 с.
18. Техноекологія та цивільна безпека. Частина «цивільна безпека»/ автор-укладач В.С. Стручок– Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., – 156 с.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Avtorska_Ковальчук В.О..docАвторська довідка_Ковальчук В.О.80,5 kBMicrosoft WordПереглянути/відкрити
Ковальчук В.О._робота.pdfКваліфікаційна робота магістра_Ковальчук В.О.2,85 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора