Концепція гібридного фотоенергетичного модуля у складі високоефективної фотоелектричної станції

Abstract

Експериментально досліджено вплив робочої температури на ефективність кремнієвих фотоелектричних перетворювачів промислового виробництва. Показано, що зі зростанням робочої температури зниження коефіцієнта корисної дії становить 0,07%/ОC, що істотно вище, ніж в приладових структурах європейського і вітчизняного виробництва і обумовлено нетрадиційним зниження густини струму короткого замикання. На основі експериментальних результатів запропоновано концепцію гібридного фотоенергетичного модуля, оснащеного дзеркальними концентратором сонячного випромінювання та системою охолодження фотоелектричних перетворювачів для комплектації високоефективної фотоелектричної станції. Концентратор сонячного випромінювання, забезпечує 1.7 кратне підвищення електричної потужності модуля, а система водяного охолодження дозволяє знизити рівноважну температуру модуля на 10 градусів і зменшити вдвічі втрати ККД від перегріву. Реалізація пропонованої концепції дозволить зменшити кількість модулів необхідних для комплектації фотоелектричної станції заданої потужності.Study of temperature influence on the efficiency of photoelectric processes in industrial samples of Chinese production silicon solar cells production and development the concept of photoenergy hybrid module constructive solution. This article is inscribed to solving the problem of effectively cooling standard solar cells during its work at low concentrated solar radiation. Methodology. To solving the problem, we implemented three stages. On the first stage were carried out, experimental study the effect of temperature on the output and illuminated diode parameters of Chinese production silicon solar cells industrial samples. Based on this, the second stage is analysis of the physical mechanisms of temperature influence on the output and illuminated diode parameters of Chinese production silicon solar cells industrial samples. On the third stage, we carry out the development the of hybrid photoenergy module concept. Results. In this article, we carried out the experimentally study of working temperature influence on silicon solar cells industrial production efficiency. It is shown that with increasing of working temperature the reduction of efficiency is 0.07%/OC, that is significantly higher than the diode structures of European and Ukrainian production due to unconventional reduce of short-circuit current density. Based on the experimental results, for high-efficiency photovoltaic energy station it has been proposed the concept of hybrid photoenergy module equipped with mirror concentrator of solar radiation and cooling system. Achieved results allow to a 1.7 fold increase of electrical power, produced by module, with reduce the equilibrium temperature of the module up to 10 degrees and halve the loss of efficiency of overheating. Originality. Novelty of proposed water cooling system can reduce equilibrium module temperature by 10 degrees and doubled reduce the efficiency loss from overheating. Practical value. Practical implementation of proposed conception will reduce the number of modules needed to equipment photovoltaic power station.