Igamqulova Zilola Murodovna, Taylanov Nizom Abdurazzakovich.
O‘zbekiston Jizzax davlat pedagogika universiteti,
SHarof Rashidov,
4, Jizzax, 130100, O‘zbekiston
E-mail:
taylanov@yandex.ru
Annotatsiya. Ushbu maqola harorat va yorug‘lik muhiti parametrlarining o‘zgarishiga qarab elementning elektron vol-amper xarakteristikasi o‘rganilgan. Fotovoltaik modulning aniq elektron modeli matematik tenglamalar asosida taqdim etilgan. Modelni baholash uchun maxsus quyosh panelidan foydalanilgan va olingan natijalar to‘g‘ridan-to‘g‘ri egri chiziqlardan olingan nuqtalar bilan taqqoslangan va modelning mukammal mosligini ko‘rsatilgan.
Kalit so‘zlar: fotovoltaika, fotovoltaik elementlar, Matlab , fotovoltaik modul, simulyasiya.
Аннотация. В данной статье исследуется вольт – амперная характеристика фотоэлемента в зависимости от изменения температурных и световых параметров окружающей среды. Представлена точная электрическая модель фотоэлектрического модуля на основе математических уравнений. Для оценки модели использовалась специальная солнечная панель. Полученные результаты были сопоставлены непосредственно с точками, полученными на кривых, и показали отличное соответствие модели.
Ключевые слова: фотовольтаика, фотоэлектрические элементы, Matlab, фотоэлектрический модуль, моделирование.
Annotation. This article examines the volt – ampere characteristic of the photo elements depending o the change of temperature and light environment parameters. The exact electrical model of the photovoltaic module is presented based on mathematical equations. A special solar panel was used to evaluate the model and the obtained results were compared directly with the points obtained from the curves and showed an excellent fit of the model .
Key words: photovoltaic , photovoltaic elements, Matlab, photovoltaic module, simulation.
- Kirish
Quyosh issiqligi va yorug‘ligi ko‘p jihatdan ishlatilishi mumkin bo‘lgan boy energiya manbaidir. Fotovoltaik energiya tizimlari quyosh nurini to‘g‘ridan-to‘g‘ri elektr energiyasiga aylantiradi. Fotovoltaik energiya tizimlarining samaradorligini oshirish va yirik sanoat yoki energiya ishlab chiqarish ob’ektlarigacha bo‘lgan qurilmalarda xarajatlarni kamaytirish bo‘yicha tadqiqotlar olib borilmoqda. Fotovoltaik tizimlar elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun amaliy va mumkin bo‘lgan vosita sifatida butun dunyoda e’tirof etilgan [1]. Fotovoltaik tizimlardan foydalanishni osonlashtirish va ularni mavjud tizimlarga integratsiyalash bo‘yicha olib borilayotgan tadqiqot ishlari qayta tiklanadigan va toza energiya manbalarini yaratishga qaratilgan. Ushbu maqola harorat va yorug‘lik muhiti parametrlarining o‘zgarishiga qarab elektr o‘tkazish jarayonlarini modellashtirishga bag‘ishlangan. Fotovoltaik modulning aniq elektr modeli matematik tenglamalar asosida taqdim etilgan. Umumiy modellashtirish MATLAB/Simulink muhitida amalga oshirildi.
| 1-Rasm. Fotoelektrik modul sxemasi |
- Modellashtirish asoslari
Fotovoltaik batareyalarning qurilish bloki quyosh batareyasi bo‘lib, u yorug‘lik energiyasini to‘g‘ridan-to‘g‘ri elektr energiyasiga aylantiradigan p-n o‘tkazuvchanlikdir: ekvivalent sxema 1 rasmda ko‘rsatilgan. Joriy manba elementning fototokini ifodalaydi; p-n o‘tishning chiziqli bo‘lmagan impedansini ifodalaydi; va mos ravishda elementning ichki qatori va shunt qarshiligi. Odatda juda katta va juda kichik qiymatlarni qabul qiladi va biz bundan kelgusi tahlillarni soddalashtirish uchun foydalanamiz. Fotovoltaik elementlar modullar guruhlangan bo‘lib, ular keyinchalik fotovoltaik massivlarni yoki fotovoltaik generatorlarni hosil qilish uchun ketma-ket yoki parallel konfiguratsiyada o‘zaro mavjud bo‘ladi [2]. Biz qarayotgan modullarining matematik modeli ushbu tenglama bilan ifodalanadi:
(1)
bu erda – fotovoltaik massivning chiqish tok oqimi; V – fotovoltaik massivning chiqish kuchlanishi; – ketma-ket elementlar soni va – parallel elementlar soni; q – elektron zaryadi; A – – doimiy parametr; T – element harorati (K); – elementning teskari to‘yinganlik oqimi. (1) tenglamadagi A omil elementning p-n birikmasining ideal xarakteristikasidan chetlanishini aniqlaydi; u 1-5 oralig‘ida, lekin bizning holatimiz uchun A=2,46 [1]. Elementning teskari to‘yinganlik oqimi quyidagi tenglama bo‘yicha haroratga bog‘liq:
(2)
Bu erda element harorati, – elementning qayta tiklanish harorati va elementda ishlatiladigan yarimo‘tkazgichning tarmoqli oralig‘i. YArimo‘tkazgichning energiya bo‘shlig‘ining haroratga bog‘liqligi [2] ushbu ifoda bilan ifodalanadi:
.
Fotooqim quyosh nurlanishiga va element haroratiga quyidagicha bog‘liq:
(3)
.bu erda standart haroratda va radiatsiyada elementning qisqa tutashuv oqimi, qisqa tutashuv oqimining harorat koeffitsienti va S – mW/sm
2 da quyosh nurlanishi
. Elementning quvvatini (3) tenglama yordamida quyidagicha hisoblash mumkin:
(4)
- Elementning volt amper xarakteristikasi
Quyosh modulining tok-kuchlanish xarakteristikasi chiziqli emas, bu esa masalani aniqlashni qiyinlashtiradi. Quyidagi rasmda quyosh nurlanishi va haroratning belgilangan darajasi uchun I-V va P-V xarakteristikalari egri chiziqlari ko‘rsatilgan.
| 2-Rasm. Volt-amper xarakteristika |
Belgilangan harorat (250°C) uchun elementning volt-amper xarakteristikasi quyida 2 rasmda ko‘rsatilgan. Kuchlanish manbai hududida (egri chiziqning o‘ng tomonida) ichki qarshilik past, oqim manbai hududida (egri chiziqning chap tomonida) u yuqori. Element xususiyatlarini o‘rganishda radiatsiya harorati muhim rol o‘ynaydi va fotovoltaik tizimni loyihalashda ikkala omilning ta’sirini hisobga olish kerak [2].
| 3 Rasm. Quvvatning potensialga bo’g’lanish grafigi |
Xulosa
SHunday qilib ushbu ishda harorat va yorug‘lik muhiti parametrlarining o‘zgarishiga qarab elementning elektron vol-amper xarakteristikasi o‘rganilgan. Fotovoltaik modulning aniq elektron modeli matematik tenglamalar asosida taqdim etilgan. Modelni baholash uchun maxsus quyosh panelidan foydalanilgan va olingan natijalar to‘g‘ridan-to‘g‘ri egri chiziqlardan olingan nuqtalar bilan taqqoslangan va modelning mukammal mosligini ko‘rsatilgan.
Adabiyotlar
- Ekker, J. va CHervin, a. Real vaqt rejimi va boshqaruv tizimlarini birgalikda ishlab chiqish uchun Matlab asboblar to‘plami. Hisoblash tizimlari va real vaqtda ilovalar bo‘yicha oltinchi xalqaro konferensiya materiallari. (1999), 320–327.
- Munoz J. Virtual fotovoltaik quvvat tizimlari laboratoriyasi, 2010 (1), 1737–1740.
