Україна, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара.

Досліджено можливості використання критичних терморезисторів на основі діоксиду ванадію для запобігання локальних перегрівів у фотоелектричних компонентах сонячних батарей. Терморезисторні елементи виконувалися зі склокерамічних матеріалів на основі діоксиду ванадію та ванадій-фосфатного скла системи V2O5 – P2O5, в яких стрибкоподібно, на півтора-два порядки, змінюється величина електричного опору в області температури 70°С. Результати досліджень показали, що розглянуті елементи захисту можуть функціонувати як багаторазові (самовідновлювальні) запобіжники електротеплових перевантажень в сонячних батареях, які реагують безпосередньо на досягнення граничної для експлуатації фотоелектричних елементів температури.

Ключові слова: критичний терморезистор, діоксид ванадію, фотоелектричний елемент, локальний перегрів.

1. Aghaei M., Fairbrother A., Gok A. et al. Review of degradation and failure phenomena in photovoltaic modules. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022, vol. 159, 112160. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112160
2. Goudelis G., Lazaridis P. I., Dhimish M. A review of models for photovoltaic crack and hotspot prediction. Energies, 2022, vol. 15, iss. 12, 4303. https://doi.org/10.3390/en15124303
3. Kim K. A., Krein P. T. Reexamination of photovoltaic hot spotting to show inadequacy of the bypass diode. IEEE Journal of Photovoltaics, 2015, vol. 5, iss. 5, pp. 1435–1441. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2015.2444091
4. Dhimish M., Chen Zh. Novel Open-Circuit Photovoltaic Bypass Diode Fault Detection Algorithm. IEEE Journal of Photovoltaics, 2019, vol. 9, iss. 6, pp. 1819–1827. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2019.2940892
5. Lee Ch. G., Shin W. G., Lim J. R. et al. Analysis of electrical and thermal characteristics of PV array under mismatching conditions caused by partial shading and short circuit failure of bypass diodes. Energies, 2021, vol. 228, iss. 1, 119480. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119480
6. Guerriero P., Daliento S. A Power MOS based circuit for controlling the hot spot temperature in photovoltaic modules. 25th International Workshop on Thermal Investigations of ICs and Systems (THERMINIC), 2019, Italy, Lecco, p. 1–5, https://doi.org/10.1109/THERMINIC.2019.8923447
7. Tang S., Xing Y., Chen L. et al. Review and a novel strategy for mitigating hot spot of PV panels. Solar Energy, 2021, vol. 214, iss. 15, p. 51–61. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.11.047
8. Tonkoshkur A. S., Ivanchenko A. V., Nakashydze L. V. et al. Application of polymer posistor nano-composites in systems for protecting photovoltaic components of solar arrays from electrical overloads. Monograph. Primedia eLaunch, Boston, USA, 2021, 172 p. https://doi.org/10.46299/978-1-63972-054-5
9. Тонкошкур О.С., Іванченко О.В. Застосування шару на основі матеріалів з фазовим переходом «метал — напівпровідник» для електротеплового захисту сонячних елементів. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2021, № 3–4, с. 57–64. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.3-4.57
10. Колбунов В.Р., Тонкошкур О.С., Вашерук О.В. Електропровідність термочутливої склокераміки на основі нанорозмірного діоксиду ванадія. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2022, № 1–3. С. 39-41. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2022.1-3.39
11. Ke Y., Wang S., Liu G. et al. Vanadium dioxide: The multistimuli responsive material and іts applications. Nano-Micro Small, 2018, vol. 14, iss. 39, 1802025. https://doi.org/10.1002/smll.201802025
12. Ивон А.И., Кузьменко Е.Н. Использование критических терморезисторов для защиты процессора от перегрева. Системные технологии, 2007, т. 2, № 49, с. 25–32.