Группа исследователей из Делфтского технологического университета в Нидерландах (TU Delft) разработала новую конструкцию реконфигурируемых фотоэлектрических модулей, которые, как сообщается, могут обеспечить на 10% более высокий выход энергии, чем обычные фотоэлектрические панели с фиксированными соединениями и шестью байпасными диодами. сценарии частичного затенения.
«Обычно реконфигурируемый фотоэлектрический модуль состоит из двух или более блоков солнечных элементов, которые подключены к переключающей матрице», — пояснили ученые. «Матрица переключения может динамически изменять электрические соединения между блоками в соответствии с условиями освещения и максимизировать выходную мощность модуля».
В исследовании «Электрические характеристики полностью реконфигурируемого последовательно-параллельного фотоэлектрического модуля», опубликованном в журнале Nature Communications , исследовательская группа заявила, что их работа представляет собой первую попытку проверить реконфигурируемые модули с использованием прототипов, установленных в реалистичных условиях эксплуатации.
Учёные реализовали коммутационную матрицу с помощью МОП-транзисторов, что, по их словам, позволяет модулю принимать 27 различных последовательно-параллельных электрических конфигураций. Они классифицируются как s1p6, s2p3, s3p2 и s6p1, причем первое число указывает, сколько блоков соединено последовательно, образуя строку, а второе число указывает, сколько строк последовательно соединенных блоков соединены параллельно.
Все возможные электрические конфигурации предлагаемого реконфигурируемого модуля. Изображение: TU Delft, природные коммуникации, лицензия Creative Commons CC BY 4.0
Ученые заявили, что смогут определить лучшую конфигурацию модуля, учитывая условия освещения с помощью алгоритма синхронной реконфигурации, который измеряет ток короткого замыкания шести блоков ячеек.
«Когда фотоэлектрический модуль освещен равномерно, выбирается конфигурация s6p1, поскольку она обеспечивает наименьший ток и минимизирует джоулевые потери», — объяснили они. «С другой стороны, когда фотоэлектрический модуль становится частично затененным, будут выбраны конфигурации с параллельно соединенными между собой блоками, чтобы уменьшить потери из-за рассогласования токов».
Экспериментальная установка Изображение: TU Delft, природные коммуникации, лицензия Creative Commons CC BY 4.0
Команда сравнила производительность прототипа реконфигурируемой панели с эталонной панелью с фиксированными соединениями в течение четырех месяцев при различных условиях затенения. «Различная длина полос использовалась для постепенного затенения и снятия затенения блоков во время восхода и захода солнца», — говорится в сообщении.
Испытания показали, что без какого-либо затенения эталонная панель выдавала на 1,9% больше энергии, чем реконфигурируемый модуль, за счет отсутствия дополнительных резистивных потерь в коммутационной матрице последнего. Напротив, реконфигурируемый фотоэлектрический модуль производил на 4,8–13,7% больше мощности, чем эталонная панель в условиях затенения, а также обеспечила более высокую среднюю генерацию энергии на 10,2 %.
Группа уточнила, что мощность реконфигурируемого модуля не включает энергию, потребляемую матрицей переключения и сенсорной схемой».
«Во время всех экспериментов по затенению около 40% энергии доставлялось конфигурацией s1p6, в которой все шесть блоков клеток соединены параллельно», — заявили исследователи». Хотя s1p6 является наиболее устойчивой к затенению из 27 возможных конфигураций, она также генерирует самые высокие токи и, следовательно, может привести к самым высоким потерям на уровне системы».
Прочитано 333 раз(а)
0 комментариев