Захист сонячних батарей від перегрівів за допомогою критичних терморезисторів на основі діоксиду ванадію
Анотація
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.
Посилання
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
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
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
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
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
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, pр. 1–5, https://doi.org/10.1109/THERMINIC.2019.8923447
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, pр. 51–61. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.11.047
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
Tonkoshkur A. S., Ivanchenko A. V. Using a layer based on materials with a metal to semiconductor phase transition for electrothermal protection of solar cells. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2021, no 3–4, pp. 57–64. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.3-4.57 (Ukr)
Kolbunov V. R., Tonkoshkur O. S., Vasheruk O.V. Electrical conductivity of thermosensitive glass-ceramics based on nanosized vanadium dioxide. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2022, no 1–3, pp. 39–43. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2022.1-3.39 (Ukr)
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
Ivon A.I., Kuz’menko Ye.N. [Using critical thermistors to protect the processor from overheating]. System Technologies, 2007, vol. 2, no. 49, pp. 25–32. (Rus)
Авторське право (c) 2024 Вадим Колбунов, Ілля Тонкошкур, Станіслав Мазурік, Олександр Ляшков, Лілія Накашидзе
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
