ЭЦД - Фотопреобразователь

в палитре на схеме
Блок реализует модель солнечного элемента при протекании постоянного тока. Предназначен для использования в цепях c элементами библиотеки ЭЦ - Динамика (ЭЦД). Модель построена в соответствии со схемой замещения, приведенной на рисунке 1.


Рис. 1. Эквивалентная схема (а) и ВАХ солнечного элемента (б)
Данная схема замещения соответствует следующему уравнению:

где: параметр A учитывает разницу, полученную при сравнении теоретической и экспериментальной кривых вольт-амперной характеристики; RП – последовательное сопротивление солнечного элемента; IН – нагрузки или выходной ток солнечного элемента; IФ – фототок, протекающий через переход; IО.Н – обратный ток насыщения.

Параметры модели вычисляются на основе экспериментально определенных параметров в режиме холостого хода, максимальной мощности и короткого замыкания:





где : IОпт, VОпт - ток и напряжение соответственно фотопластины в точке максимальной мощности; VХ.Х - напряжение холостого хода, IК.З - ток короткого замыкания.

Также в рамках модели учитывается влияние температуры фотопластины на вышеперечисленные параметры с помощью соответствующих температурных коэффициентов:







где :KtIопт, KtVопт, KtVхх, KtIкз - температурные коэффициенты по току в ТММ, по напряжению в ТММ, по напряжению холостого хода, по току короткого замыкания соответственно; KIопт, KVопт, KVхх, KIкз – коэффициенты деградации тока в ТММ, напряжения в ТММ, напряжения холостого хода, тока короткого замыкания соответственно, F0 – площадь одного ФП.
Температура ФП определяется из решения уравнения теплового баланса:

где: Osv - освещенность; Cm – удельная теплоёмкость ФП; Qs0 – плотность солнечного потока в условиях АМ0; QSW1 – плотность теплового потока от Земли; ASL, ASТ – поглощающая способность лицевой и тыльной стороны ФП; εL, εT – степень черноты лицевой и тыльной стороны ФП; σ – постоянная Больцмана; U, I – напряжение и ток БС.

Освещенность каждого ФП можно задавать двумя способами:

  1. Первый способ заключается в поэлементном задании освещенности для каждого отдельного ФП. В этом случае на вход блока должно подаваться одно число, соответствующее текущей освещенности данного ФП.
  2. Второй способ заключается в выборке из матрицы освещенностей соответствующего порядковому номеру ветви батареи и порядковому номеру ФП на ветви батареи значению освещенности. В этом случае на вход блока подается массив освещенностей размерностью [N_paral; N_posl], где N_paral – число параллельно соединенных ветвей батареи, а N_posl – число ФП на одной ветви батареи.

Входные порты

  • +;
  • -;
  • Osv (освещенность).

Выходные порты

Блок не имеет выходных портов.

Свойства

  • Тип;
  • Способ задания освещенности;
  • Число последовательно соединенных ФП на одной ветви батареи;
  • Число параллельно соединенных ветвей батареи;
  • Порядковый номер ФП на одной ветви батареи;
  • Порядковый номер ветви батареи;
  • Минимальное сопротивление, Ом;
  • Напряжение ФП в точке максимальной мощности, В;
  • Напряжение холостого хода ФП, В;
  • Ток ФП в точке максимальной мощности, А;
  • Ток короткого замыкания ФП, А;
  • Температурный коэффициент по напряжению хх, В/К;
  • Температурный коэффициент по напряжению в ТММ, В/К;
  • Температурный коэффициент по току короткого замыкания, A/K*m2;
  • Температурный коэффициент по току в ТММ, A/K*m2;
  • Температура ФП на ПСИ, K;
  • Площадь одного ФП, м2;
  • EL - степень черноты лицевой стороны фотопреобразователя;
  • ET - степень черноты тыльной стороны фотопреобразователя;
  • AsL - поглощающая способность лицевой стороны фотопреобразователя;
  • AsT - поглощающая способность тыльной стороны фотопреобразователя;
  • Удельная теплоёмкость;
  • Плотность теплового потока о Земли на лицевую поверхность ФПАГ, Вт/2;
  • Плотность Солнечного потока в условиях АМ0, Вт/м2;
  • Коэффициент деградации тока короткого замыкания;
  • Коэффициент деградации тока в точке максимальной мощности;
  • Коэффициент деградации напряжения холостого хода;
  • Коэффициент деградации напряжения в точке максимальной мощности.

Параметры

  • Температура ФП, C.

Используемые блоки