Фотоэлектрический элемент
Строительным элементом фотоэлектрических мас-
сивов является солнечный элемент, который представ-
ляет собой p-n-переход, непосредственно преобразую-
щий световую энергию в электричество: он имеет экви-
валентную схему, показанную ниже на рисунке 1.
Рис. 1. Схематическое представление p-n перехода
Фотоэлементы сгруппированы в более крупные
блоки, называемые фотоэлектрическими модулями,
которые дополнительно соединены в последовательно-
параллельной конфигурации для формирования фото-
электрических массивов или фотоэлектрических гене-
раторов [3].
3. Математическое моделирование
Математическая модель фотоэлектрических моду-
лей, используемая для упрощения нашего фотоэлек-
трического массива, представлена уравнением:
p ph
p rs
s
q
V
I
n I
n I
exp
1
kTA n
(1)
где источник тока
ph
I
представляет собой фото-
ток ячейки; I — выходной ток фотоэлектрической бата-
реи; V — выходное напряжение фотоэлектрической
батареи;
s
n
- количество ячеек последовательно и
p
n
-
количество ячеек параллельно; q — заряд электрона; A
– фактор идеальности pn-перехода; Т – температура
ячейки (К);
rs
I
– обратный ток насыщения ячейки. Ко-
эффициент А в уравнении (1) определяет отклонение
ячейки от идеальных характеристик p-n перехода; он
находится в диапазоне от 1 до 5, но для нашего случая
A=2,46 [1]. Обратный ток насыщения ячейки I
rs
зависит
от температуры согласно следующему уравнению:
3
g
rs
rr
r
r
qE
T
1
I
I
exp
T
kA T
T
(2)
2
g
g
αT
E
E (0)
T+β
где
r
T
– эталонная температура ячейки, I
rr
– темпе-
ратура обратного насыщения ячейки при
r
T
и
g
E
-
ширина запрещенной зоны полупроводника, использу-
емого в ячейке. Уравнение (2) может быть расширено
для одного массива фотоэлектрических модулей, состо-
ящего из нескольких фотоэлектрических модулей, и
для фотоэлектрической фермы со многими массивами.
Достарыңызбен бөлісу: |
