Моделирование солнечных батарей на основе различных полупроводников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат технических наук Фролкова, Наталья Олеговна

• Фролкова, Наталья Олеговна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фролкова, Наталья Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

1 Солнечные элементы и батареи как объект моделирования.

1.1 Солнечные элементы. Идеализированная аналитическая модель. Параметры реального полупроводникового фотоэлемента.

1.2 Влияние условий окружающей среды на характеристики СЭ и СБ. Конструктивные параметры батарей.

1.3 Основные типы солнечных элементов и их особенности.

1.4 Обзор моделей СЭ.

1.5 Выводы.

2 Построение модели солнечных батарей.

2.1 Общие принципы реализации модели СБ.

2.2 Определение входных и выходных параметров модели.

2.3 Математическое описание характеристик солнечных элементов и батарей.

2.4 Алгоритм моделирования солнечных батарей. Выбор языкг имитационного моделирования.

2.5 Тестирование и проверка адекватности модели.

2.6 Выводы.

3 Моделирование солнечных элементов и батарей на языке Р8рюе.

3.1 Модель идеального СЭ на языке РБрюе. Ограничения модели.

3.2 Обобщенная модель СЭ. Значимые параметры моделирования.

3.3 Модель солнечных батарей на языке РЭрюе. Затенение СБ.

3.4 Выводы.

4 Моделирование солнечных батарей в среде Ма11аЬ ЗитшИпк.

4.1 Модель СЭ. Основные параметры и соотношения.

4.2 Обобщенная модель СБ. Математическое описание комплексных воздействий на характеристики солнечных батарей.

4.3 Библиотека моделей солнечных элементов и батарей. Выводы.

5 Результаты моделирования СБ в среде Matlab Simulink. Оценка адекватности, применимость модели.

5.1 Моделирование СЭ. Верификация результатов.

5.2 Моделирование СБ. Верификация результатов.

5.3 Адекватность модели солнечных батарей. Точность модели и анализ ее свойств.

5.4 Практическое применение модели солнечных батарей для космических и наземных приложений.

5.5 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование солнечных батарей на основе различных полупроводников»

Актуальность проблемы

Преобразование солнечной энергии в электричество является наиболее перспективным и активно развиваемым направлением возобновляемой энергетики. Солнечная энергия широко доступна, обладает практически безграничными ресурсами, при ее фотоэлектрическом преобразовании не происходит загрязнения окружающей среды. Для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую используется явление фотоэффекта в солнечных элементах (СЭ) на основе структуры с р-п переходом. На сегодняшний день максимальная эффективность некоторых типов полупроводниковых СЭ составляет более 30 %.

Единичные фотоэлементы генерируют ограниченную мощность. Для получения требуемых энергетических характеристик элементы объединяют последовательно между собой в модули и последовательно-параллельным способом в батареи. Мощность модулей и батарей складывается из выходных мощностей отдельных СЭ. В зависимости от технологии изготовления фотоэлектрических преобразователей, существуют различные виды солнечных батарей. Наиболее широко распространены кристаллические фотоэлектрические преобразователи, изготовленные из моно- или мультикристаллического кремния, а также тонкопленочные солнечные элементы на основе аморфного кремния, теллурида кадмия, арсенида галлия, фосфида индия и некоторых других соединений. На сегодняшний день доля кристаллических солнечных элементов составляет около 93 %, а тонкопленочных - около 7 %. Ведутся разработки по применению концентраторных и электрохимических солнечных элементов.

Первое практическое использование кремниевых солнечных батарей (СБ) для энергетических целей имело место в околоземном космическом пространстве. Солнечные батареи и сегодня остаются основным источником электроэнергии для космических аппаратов, поскольку необычные эксплуатационные условия (невесомость, глубокий вакуум, контрастные изменения температуры) не позволяют широко использовать в условиях космоса известные на Земле традиционные методы получения электричества. Работа в космосе предъявляет к СЭ очень жесткие и подчас противоречивые требования. Сокращение сроков разработки и улучшение эксплуатационных характеристик систем электроснабжения космических аппаратов выдвигает на первый план необходимость создания эффективных методов проектирования подобных систем, в частности, предсказания и анализа работы солнечных батарей под действием разнообразных факторов окружающего пространства в статическом и динамическом режимах нагрузки.

Темпы роста и планы развития наземной солнечной энергетики, намечаемые промышленно развитыми станами, впечатляют масштабностью. К 2031 г. в мире планируется иметь совокупную установленную мощность электрогенераторов на солнечной энергии 1700 ГВт (для сравнения: в 2004 г. -1256 МВт). Если сегодня фотовольтаика занимает менее 1 % в общемировом балансе произведенной электроэнергии, то к 2040 г. эта доля должна возрасти до 30 %. В России наземная солнечная энергетика на текущий момент является активно развивающейся отраслью. Имеются проекты по созданию фотоэлектрических' солнечных электростанций, развиваются технологии производства СЭ и СБ.

Широкое внедрение солнечной энергетики в космосе и на земле ставит перед проектировщиками проблему оценки эффективности работы фотоэлектрических систем (ФЭС). Необходимо иметь возможность предсказать мощность солнечных батарей под действием разнообразных факторов окружающей среды, сравнить эффективность использования СБ из различных материалов, оценить поведение фотоэлектрических преобразователей в различных режимах работы. Для эффективного использования фотоэлектрических генераторов необходимо знать точку максимальной мощности и обеспечить такой режим, чтобы отдаваемая мощность при изменении окружающих условий была наибольшей. При отработке ФЭС используют имитаторы солнечных батарей, позволяющие воспроизводить характеристики СБ под влиянием разнообразных внешних воздействий.

Предсказание поведения и воспроизведение характеристик СЭ и СБ осуществляется с помощью моделирования. По сравнению с экспериментом, математическое моделирование предоставляет более быстрый, гибкий и дешевый способ отработки ФЭС. Для воспроизведения характеристик СЭ и СБ чаще всего используются аналитические модели, которые строятся на базе эквивалентной электрической схемы и основного уравнения СЭ. Работы по моделированию характеристик СБ активно ведутся за рубежом, результаты исследований рассматриваются на регулярно проводимых конференциях по фотовольтаике. Вследствие перспективности внедрения солнечной энергетики, вопрос моделирования СБ интересует и российских исследователей.

Известные аналитические модели позволяют воспроизводить изменение выходных характеристик СЭ и СБ под. действием различных температур и уровней освещенности, но не учитывают других значимых факторов. Не принимаются во внимание неидеальность СЭ, конструктивные особенности батарей, необходимость воспроизведения характеристик СБ из различных материалов. Вместе с тем, для использования предлагаемых моделей требуется проведение дополнительных экспериментов, позволяющих определить их входные параметры.

Целью диссертационного исследования явилось создание модели солнечных батарей для фотоэлектрических систем и имитаторов СБ на базе доступных данных производителей с учетом комплексных воздействий, приводящих к изменению выходных характеристик батарей. Для построения модели необходимо было решить ряд задач:

1. Разработать алгоритм моделирования солнечных батарей из различных полупроводниковых материалов.

2. Обеспечить воспроизведение моделью характеристик СБ под действием различных уровней освещенности, учитывая спектральные характеристики СЭ и воздействие света различного спектрального состава. Предусмотреть в модели возможность затенения солнечной батареи и оценить влияние потерь солнечного излучения на энергетические характеристики СБ.

3. Предусмотреть возможность моделирования вольтамперной (ВАХ) и вольтваттной (ВВХ) характеристик солнечных батарей в допустимом диапазоне рабочих температур.

4. Обеспечить воспроизведение в модели изменений ВАХ и ВВХ СБ под влиянием ионизирующего излучения и учет разброса технологических параметров и старения СЭ.

5. Предусмотреть в модели возможность оценки емкости СБ для воспроизведения динамических режимов в нагрузке батарей.

Объектом исследований явились солнечные элементы и батареи из различных полупроводниковых материалов. Методологическую основу диссертационной работы составляют общенаучные методы познания, такие как научная абстракция, анализ и синтез, системный и структурный подходы, а также математическое моделирование. В исследовании применялись методы математического анализа, предметно-логического и структурно-функционального анализа, методы визуального программирования. В ходе работы использованы пакеты программ моделирования Вез1§пЬаЬ и Ма11аЬ 81тиНпк.

Научная новизна работы:

1. Разработана оригинальная математическая модель солнечных батарей, позволяющая наглядно и обозримо провести моделирование набора свойств СБ. В моделировании предложен способ учета разброса технологических параметров СЭ и старения фотоэлементов. Модель обобщает конструктивные потери, а также потери падающего солнечного излучения. При проведении имитирования впервые имеется возможность оценки выходной емкости для анализа динамических режимов нагрузки СБ.

2. Выполнены расчеты и моделирование, позволяющие обеспечить воспроизведение характеристик СБ, собранных из различных комбинаций разнообразных полупроводниковых СЭ. Проведен систематический анализ конструктивных и технологических особенностей изготавливаемых солнечных батарей, результаты которого включены в созданную модель СБ.

3. Впервые показана возможность использования модели солнечных батарей в качестве основы построения интеллектуального имитатора СБ.

Полученные в процессе исследования результаты, разработанный теоретический и методологический аппарат вносят определенный вклад в изучение солнечных батарей, повышая эффективность их использования.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная модель адекватно воспроизводит характеристики СБ из разнообразных полупроводниковых материалов для различных уровней освещенности и различного спектрального состава солнечного излучения, а также влияние потерь солнечного излучения и затенения батарей на ВАХ и ВВХ СБ.

2. Созданная модель обеспечивает соответствие имитируемых выходных характеристик солнечных батарей в допустимом диапазоне рабочих температур, а также под влиянием ионизирующего излучения космического пространства характеристикам реальных СБ.

3. Модель адекватно воспроизводит ВАХ и ВВХ СБ с учетом разброса технологических параметров и старения батарей определенной конфигурации.

4. Созданная модель обеспечивает соответствие рассчитанной выходной емкости СБ реальным значениям.

Практическая значимость

В диссертационной работе показана -полезность и целесообразность моделирования солнечных батарей для повышения эффективности их применения в наземных и космических ФЭС. На основе моделирования выполнено сравнение ВАХ и ВВХ целого ряда солнечных батарей, позволившее дать рекомендации по построению фотоэлектрических систем космического и наземного назначения. Представленные положения позволяют улучшить качественные результаты разработок при создании новых образцов и модернизации существующих ФЭС.

Содержащиеся в работе практические положения полезны при расчете энергетических параметров ФЭС, отработке алгоритмов захвата точки максимальной мощности, выработке конкретных предложений по применению СБ. Моделирование СБ позволяет согласовать динамические режимы работы преобразователей, входящих состав ФЭС. Реализованная модель является теоретической базой и подготовленным математическим инструментом для проведения исследований характеристик СБ и обработки их результатов.

Результаты выполненной работы используются в ООО НПО «Рубикон-Инновация», г. Смоленск, при построении интеллектуального имитатора солнечных батарей. Модель СБ в составе имитатора служит для воспроизведения ВАХ и ВВХ космических солнечных батарей из различных полупроводниковых материалов, оценки эффективности их ' применения, анализа деградации характеристик СБ с течением времени и определения площади проектируемых СБ для обеспечения требуемой мощности. Возможность моделирования выходной емкости солнечных батарей позволяет при помощи имитатора СБ выполнять исследования динамических режимов работы преобразующих и распределительных устройств системы электроснабжения. Имитатор, использующий универсальную модель солнечных батарей, позволяет проводить в автоматизированном режиме разносторонние испытания систем электропитания и бортовой аппаратуры космических аппаратов в ситуациях, максимально приближенных к реальным условиям.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались автором и обсуждались на 2-й и 6-й межрегиональных НТК студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика»; 12-й и 14-й МНТК студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»; X и XI Международных конференциях «Системы компьютерной математики и их приложения» СКМП-2009 и СКМП-2010; УШ-й и IX ВНТК «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (ИТЭЭ-2009) и ВНТК «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (ИТЭЭ-2010); XIII Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы» МКЭЭЭ-2010.

По теме диссертационного исследования получены диплом областного конкурса молодых ученых, приз Всероссийского смотра-конкурса «Эврика 2005», диплом регионального конкурса проектов для участия в IX Всероссийской выставке НТТМ-2009, приз регионального конкурса проектов и программ для участия в НТТМ-2010, диплом X Всероссийской выставки НТТМ-2010.

По теме диссертации опубликовано 16 работ (статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ - 1, статей в научных сборниках - 15).

Личный вклад автора заключается в участии в постановке целей и задач исследования, разработке алгоритмов моделирования, создании и тестировании модели. Автором предложена система управления интеллектуальным имитатором СБ. Обсуждение и анализ полученных теоретических и экспериментальных результатов проводились совместно с научным руководителем и соавторами публикаций. Основные выводы по проведенной работе сформулированы автором.

Диссертация состоит из 5 глав. Первая глава посвящена описанию солнечных батарей как объекта моделирования. Дано краткое пояснение работы солнечного элемента как полупроводникового прибора, показана обобщенная аналитическая модель фотоэлемента. Рассмотрены материалы, из которых изготавливают СЭ. Приведены и проанализированы факторы, влияющие на эффективность и выходные характеристики солнечных батарей. Представлены модели, применяемые для имитирования СБ, приведены их достоинства и недостатки. В результате проведенного анализа поставлены задачи диссертационного исследования.

В главе 2 в соответствии с целью диссертационного исследования дан алгоритм создания математической модели СБ. Рассмотрены входные и выходные параметры модели. Представлено общее математическое описание солнечных элементов и батарей, указаны используемые языки имитационного моделирования. Дано понятие адекватности модели и поставлена задача верификации данных моделирования в процессе реализации модели.

В главе 3 выполнено моделирование СЭ и СБ на языке Р8рюе, приведены основные результаты и проанализировано их соответствие теоретическим данным. Показаны и обоснованы допущения, применяемые при построении модели, приведен анализ общих закономерностей изменения электрических параметров СЭ и СБ. Представлены недостатки описания модели СБ на языке РЭрюе.

В главе 4 описана полная модель солнечных батарей в среде МайаЬ БипиПпк, позволяющая имитировать множество свойств СБ под влиянием различных факторов.

В главе 5 проведено сравнение качественных и количественных результатов моделирования. Оценена точность, адекватность, а также другие свойства реализованной модели. Показано практическое применение моделирования солнечных батарей.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Фролкова, Наталья Олеговна

5.5 Выводы

В ходе создания и тестирования моделей солнечных элементов и батарей была проведена их верификация. Анализ результатов моделирования показал, что характеристики СЭ и СБ соответствуют имеющимся теоретическим данным и результатам других исследователей. Для имеющихся экспериментальных значений была проведена оценка точности модели СБ. Ожидаемая точность модели с учетом погрешности измерения входных данных моделирования составляет 10%.

Созданная модель обладает свойствами адекватности, продуктивности, наглядности и позволяет описывать изменение характеристик СЭ и СБ с достаточной точностью, а значит соответствует целям исследования. Моделирование СБ полностью решает поставленные задачи учета значимых факторов имитирования.

Модель солнечных батарей применяется при построении интеллектуального имитатора СБ с компьютерным управлением. В составе имитатора модель позволяет воспроизводить ВАХ батарей и оценивать изменение их характеристик при различных воздействиях.

Разработанный математический макет может быть использован при построении и исследовании параметров наземных ФЭС для предсказания поведения СБ, он является теоретической базой и подготовленным математическим аппаратом для проведения дальнейших исследований СБ и обработки их результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Солнечные элементы и батареи представляют собой сложный для исследований объект, свойства которого зависят от множества факторов. На электрические характеристики СБ сильное влияние оказывают параметры окружающей среды, свойства материала, из которого изготовлены СЭ, технологические особенности СЭ и конструктивные параметры батарей. Прогнозирование характеристик СБ представляет собой достаточно сложную задачу, для решения которой используется моделирование. Существующие модели солнечных батарей не принимают во внимание всех факторов, влияющих на энергетические характеристики СБ.

Созданная в ходе изысканий модель солнечных батарей обладает свойствами адекватности, продуктивности, наглядности и позволяет описывать изменение характеристик СЭ и СБ под действием множества значимых факторов с достаточной точностью, а значит соответствует целям диссертационного исследования. В ходе работы над моделью был решен ряд задач:

1. Разработан алгоритм моделирования солнечных батарей из различных полупроводниковых материалов. Математическая модель солнечных батарей построена на базе модели фотоэлемента. Проанализированы простейшее и полное аналитическое описание солнечного элемента и обоснованы применяемые в моделировании допущения.

2. Обеспечено воспроизведение моделью характеристик СБ под действием различных уровней освещенности путем учета зависимости фототока и тока насыщения СЭ от интенсивности солнечного освещения, учитывая спектральные характеристики СЭ и воздействие света различного спектрального состава. В модели предусмотрена возможность затенения солнечной батареи и оценить влияние потерь солнечного излучения на энергетические характеристики СБ.

3. Предоставлена возможность моделирования В АХ и ВВХ солнечных батарей в допустимом диапазоне рабочих температур с применением заданных температурных коэффициентов.

4. Обеспечено воспроизведение в модели изменений ВАХ и ВВХ СБ под влиянием ионизирующего излучения и учет разброса технологических параметров и старения СЭ.

5. В модели предусмотрена возможность оценки емкости СБ для воспроизведения динамических режимов в нагрузке батарей.

На начальном этапе создания модели выполнен анализ значимых воздействий на характеристики СБ для получения четкого представления о моделируемом объекте и уточнения его содержательных характеристик. Результаты изучения характеристик СБ используются для верификации полученных в ходе моделирования данных. Для целей моделирования проведено ранжирование значимых факторов и предложено их математическое описание.

В ходе построения и тестирования модели оценены достоинства и недостатки двух систем имитационного моделирования - языка РБрюе среды DesignLab и среды Ма1:1аЬ 81шиНпк. Удобство описания СБ на языке РЭрюе состоит в простоте моделирования случаев затенения и применения шунтирующих диодов в конструкции батареи. Недостатки такого имитационного языка — громоздкость, необходимость корректировки исходных файлов для задания различных условий окружающей среды, необходимость сначала библиотечного, а затем схемного описания компонентов. Ма^аЬ БтиПпк выбрана как оптимальная среда моделирования, дающая множество возможностей для анализа характеристик СЭ и СБ.

Для системного решения задачи применения солнечных батарей автором создана и впервые представлена обобщенная модель СБ, позволяющая наглядно и обозримо провести моделирование набора свойств СБ. Созданная математическая модель языком уравнений отражает изменение выходных характеристик СБ под действием различных факторов. В результате исследований разработана библиотека моделей, включающая в себя модель единичного СЭ и модели солнечных модулей и батарей. Библиотечные компоненты могут быть включены в состав более крупных проектов моделирования, предусмотрена возможность передачи рассчитанных выходных характеристик в Excel. Модели реализованы в виде структурных блоков, позволяющих воспроизводить выходные характеристики солнечных элементов и батарей для широкого набора случаев. В результате имитирования на экран выводятся графические зависимости I(V), P(V) C(V), а также значения максимальной мощности, коэффициента заполнения и к.п.д.

Основным подтверждением адекватности модели солнечных батарей является согласие выходных данных с известными из эксперимента и из независимых теоретических исследований свойствами моделируемого объекта. Точность математической модели солнечных элементов и батарей оценочно составляет 10%.

Анализ теоретических положений и создание на их основе модели солнечных батарей стали возможными благодаря комплексному использованию теоретических и экспериментальных методов исследования. Моделирование СБ для различных применений велось на базе известных достижений в солнечной фотоэнергетике и теории математического моделирования и не противоречит их положениям, при этом базируется на строго доказанных выводах фундаментальных и прикладных наук. Созданная методика имитирования СБ согласуются с опытом проектирования фотоэлектрических систем.

Представленные в диссертационной работе положения по моделированию СБ позволяют повысить эффективность проектирования при создании новых образцов и модернизации существующих ФЭС, а также улучшить качественные результаты разработок. Имитирование характеристик СБ является важным этапом проектирования ФЭС и позволяет произвести подбор солнечных батарей, анализ и моделирование их энергетических возможностей, оценить изменения мощности, отдаваемой полезной нагрузке в процессе эксплуатации с учетом влияния внешних факторов и деградации элементов СБ. Практические рекомендации, содержащиеся в работе, могут быть полезны при проектировании ФЭС различных назначений, расчете энергетических параметров ФЭС, выработке конкретных предложений по применению СБ. Предложенные принципы могут быть использованы для исследования характеристик наземных фотоэлектрических систем и отработки алгоритмов захвата точки максимальной мощности. Математическая модель СБ необходима для изучения динамических режимов работы преобразователей, входящих в ФЭС, и выбора структурных частей системы.

В исследовании впервые показана возможность использования модели солнечных батарей в качестве основы построения интеллектуального имитатора СБ. Имитаторы солнечных батарей позволяют производить наземную отработку систем электропитания и бортовой аппаратуры космических аппаратов в ситуациях максимально приближенных к реальным условиям.

Дальнейшее развитие модели солнечных батарей, по мнению автора, состоит во включении в математическое описание количества солнечного излучения, приходящегося на ту или иную территорию в зависимости от сезона и времени суток, а также учета геометрии и системы ориентации СБ. Необходимо развивать модель в направлении создания более точного аппарата для анализа затенений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фролкова, Наталья Олеговна, 2011 год

1. Раушенбах, Г. Справочник по проектированию солнечных батарей / Г.Раушенбах.-М.: Энергоатомиздат, 1983.- 360с.

2. Глиберман, А.Я. Кремниевые солнечные батареи / А.Я.Глиберман M-JL: Госэнергоиздат, 1961.-73с.

3. Wurfel, P. Physics of solar cells / P.Wurfel Wiley-WCH, 2005.-186p.

4. Tsuno, Y. Temperature and irradiance dependence of the I-V curves of various kinds of solar cells / Y.Tsuno, Y.Hishikawa, K.Kurokawa// 15th International photovoltaic science & engeneering conference PSEC-15.- 2005.-p.422-423.

5. Завадский, B.A. Влияние радиационного облучения на характеристики солнечных элементов из поликристаллического кремния / В.А.Завадский, Б.П.Масенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре.-2001.-№4-5.- С.47-48.

6. Solar cell: Электронный ресурс. (http://en.wikipedia.org/wiki/Solarcell). Проверено 28.11.2010.

7. Наумов, А.В. Производство фотоэлектрических преобразователей и рынок кремниевого сырья в 2006-2010 гг. / А.В.Наумов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2006.- №2.-С. 3-8.

8. Алферов, Ж.И. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики / Ж.И.Алферов, В.М.Андреев, В.Д.Румянцев // Физика и техника полупроводников 2004.- том 38, вып. 8.- С. 937-948.

9. Андреев, В.М. Нанотехнологии для солнечной фотоэнергетики /В.М.Андреев// Альтернативная энергетика и экология.- 2007. №2(46).-С. 93-98.

10. Luque, A. Handbook of Photovoltaic Science and Engineering / A.Luque, S.Hegedus Wiley, 2003.- 1115p.

11. Фаренбух, А. Солнечные элементы. Теория и эксперимент / А.Фаренбух, Р.Бьюб М.: Энергоатомиздат, 1987.- 280с.

12. Torchynslca, T.V. III-V material solar cells for space application / T.V.Torchynska, G.P.Polupan // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics.- 2002.- V. 5 No. 1. p. 63-70.

13. Ботнарюк, B.M. Фотоэлектрические свойства гетеропереходов n-CdS/p-InP / В.М.Ботнарюк, JI.В.Горчак, И.И.Дмакону, В.Ю.Рудь, Ю.В. Рудь // Физика и техника полупроводников.- 1998.- том 32.- №1.-С.72-77.

14. Чопра, К. Тонкопленочные солнечные элементы / К.Чопра, С.Дас М.: Мир, 1986.-435 с.

15. Воронков, Э.Н. Токовая неустойчивость в солнечных элементах на основе a-Si:H, возникающая после их засветки /Э.Н.Воронков //Физика и техника полупроводников.- 2001.- том 25.- вып. 6.- С.703-706.

16. Колтун, М.М. Оптика и метрология солнечных элементов / М.М.Колтун -М.: Наука, 1985. -280 с.

17. Косяченко, JI.A. Проблемы эффективности фотоэлектрического преобразования в тонкопленочных солнечных элементах CdS/CdTe / Л.А.Косяченко // Физика и техника полупроводников.- 2006.- том 40 вып. 6.- С. 730-746.

18. Hariskos, D. Buffer layers in Cu(In,Ga)Se2 solar cells and modules / D.Hariskos, S.Spiering, M.Powalla // Science Direct.-2004.- 480-481.- p. 99-109.

19. Шулицкий, Б.Г. Повышение эффективности органических CuPc/PTCBI солнечных элементов вариацией анизотропии структуры пленок СиРс / Б.Г.Шулицкий, В.А.Лабунов, И.А.Кашко, В.А.Чернявский // Доклады БГУИР.- 2005.- №4 (12). С.52-59.

20. Трошин, П.А. Новые электроноакцепторные производные фуллеренов для органических солнечных батарей / П.А.Трошин Автореферат диссертациина соискание ученой степени кандидата химических наук: 02.00.04-Черноголовка, 2006. 26с.

21. Мейтин, М. Фотовольтаика: материалы, технологии, перспективы / М.Мейтин // Электроника: Наука, Технология, Бизнес.- 2000.- № 6.-С.40-46.

22. Burgelman, М. Including excitons in semiconductor solar cell modeling / M.Burgelman, B.Minnaert.// Thin Solid Films.- 2006.-no.511-512.- p.214-218.

23. Юрченко, A.B. Статистическая модель кремниевых солнечных батарей, работающих под воздействием природных и аппаратных факторов / А.В.Юрченко, А.В.Волгин, А.В.Козлов // Известия томского политехнического университета.- 2009.-№4.- Т. 314.-С. 142-148.

24. Gonzalez-Longatt, F.M. Model of Photovoltaic module in Matlab / F.M.Gonzalez-Longatt // 2do congreso iberoamericano de estudiantes de ingenieria, elektronica у computacion.- 2005,- p. 1-5.

25. Tsai, H.L. Development of generalized photovoltaic model using Matlab/Simulink / H.L.Tsai, C.S.Tu, Y.J.Su // Proceedings of the world congress on engeneering and computer science.- 2008.-p. 110-116.

26. Hansen, A.D. Models for a stand-alone PV systems / A.D.Hansen, P.Sorensen, L.H.Hansen, H.Bindner.: Riso National Laboratory, Roskilde.- 2000.-78p. -№Riso-R-1219(EN)/SEC-R-12.

27. Nema, R.K. Computer Simulation Based Study of Photovoltaic Cells/Modules and their Experimental Verification / R.K.Nema, S.Nema, G.Agnihotri // International Journal of Recent Trends in Engineering.- 2009.- Vol 1, No. 3.-p. 151-156.

28. Базилевский, А.Б. Моделирование вольтамперных характеристик солнечных батарей. / А.Б .Базилевский, М.В.Лукьяненко // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф.Решетнева.- 2005.- №4.-С. 63-66.

29. Базилевский, А.Б. Идентификация модели солнечной батареи / А.Б.Базилевский, М.В.Лукьяненко // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф.Решетнева.- 2007.- №4.- С.115-117.

30. Villalva, M.G. Modeling and circuit-based simulation of photovoltaic arrays. / M.G.Villalva, J.R.Gazoli, E.R.Filho // Brazilian Journal of Power Electronics.-2009.- vol. 14, no. 1.- p. 35-45.

31. Azab, M. Improved circuit model of photovoltaic array / M.Azab // International journal of Electrical power and energy systems engeneering 2:3, 2009.-p.185-188.

32. Synopsys' Sentaurus TCAD Used to Simulate Solar Cell Performance Characteristics at NREL: Электронный ресурс. (http://synopsys.mediaroom.com/index.php?s=43&item=737). Проверено 28.11.2010.

33. Green, M.A. Solar Cell efficiency tables / M.A.Green, K.Emery, D.L.King, Y.Hisikawa, W.Warta // Progress in photovoltaics: research and applications.-2006.-No. 14.- p.45-51.

34. Мышкис, А.Д. Элементы теории математических моделей / А.Д.Мышкис -М.: КомКнига, 2007. -192с.

35. Jamri, M.S. Modeling and control of a photovoltaic energy system using the state-space averaging technique / M.SJamri, T.C.Wei // American Journal of Applied Science.- 2010.-№7.- p.682-691.

36. Altas, I.H. A novel photovoltaic on-line search algorithm for maximum energy utilization / I.H.Altas, A.M.Sharaf // The International Conference on Comunication, Computer and Power.- 2007.- p. 352-358.

37. Самарский, A.A. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры / А.А.Самарский, А.П.Михайлов М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.- 320 с.

38. Абраменкова, И.В. Компьютерное моделирование вольтамперных характеристик солнечных батарей / И.В .Абраменкова, Н.О.Фролкова // Тезисы докладов XTV МНТК студентов и аспирантов,- 2008.- С.381-382.

39. Znajdek, К. Review of simulation models suitability for characterization of actual Si PV cells / K.Znajdek // XII International PhD Workshop OWD 2010.-p.423-425.

40. Шеннон, P. Имитационное моделирование систем искусство и наука / Р.Шеннон - М.: Мир, 1978.-418с.

41. Polman, A. A new method for the evaluation of solar cell parameters / A.Polman, W.Van Sark, W.Sinke, F.W.Saris // Solar cells. 1986.-№17.-p. 241-245.

42. Разевиг, В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 / В.Д. Разевиг М.: Солон, 1999. -696с.

43. Castaner, L. Modeling Photovoltaic systems using PSpice / L.Castaner, S.Silvestre-Wiley, 2002. 358p.

44. Фролкова, Н.О. Моделирование BAX батареи солнечных элементов / Н.О.Фролкова, О.А.Фролков // Материалы VIII-й ВНТК «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем».-2009.- С. 238-239.

45. Черных, И.В. Simulink: Инструмент моделирования динамических систем / И.В.Черных: Электронный ресурс. (http://www.nsu.riVmatlab/MatLabRU/simulink/book 1/1 .asp.htm). Проверено 13.11.2010.

46. Фролкова, Н.О. Обобщенная модель солнечного элемента в среде Matlab Simulink / Н.О.Фролкова, О.А.Фролков // Материалы XI Международной конференции «Системы компьютерной математики и их приложения» СКМП-2010.- С.70-72.

47. Benghanem, M.S. Modeling of photovoltaic module and experimental determination of serial resistance / M.S. Benghanem, S.N. Alamri // JTUSCI 2.2009. p. 94-105.

48. Adamo, F. Parameters estimation for a model of photovoltaics panels / F.Adamo, F.Attivissimo, A.Di Nisio, A.M.L.Lanzolla, M.Spadavecchia // XIX IMEKO World Congress Fundamental and Applied Metrology. 2009,-p. 964-967.

49. Chegaar, M. Determination of solar cells parameters under illuminated conditions / M.Chegaar, Z.Ouennoughi, F.Guenchi, H.Langueur. // Journal of Electron Devices.- 2003.- Vol. 2.- p. 17-21.

50. Quaschining, V. Numerical simulation of photovoltaic generators with shaded cells / V.Quaschining, R.Hanitsch // 30th universities power engineering conference, Greenwich.- 1995.-p. 583-586.

51. Frolkova, N.O. Modeling different types of PV modules / N.O.Frolkova,ftVi

52. O.A.Frolkov // 13 International Conference on Electromechanics, Electrotechnology, Electromaterials and Components. ICEEE-2010.- p. 152.

53. Carrero, C. A single procedure for helping PV designers to select silicon PV module and evaluate the loss resistances / C.Carrero, J.Amador, S.Arnaltes. // Renewable Energy, 2007.-Vol.32 No.15.- p. 2579-2589.

54. Walker, G. Evaluating MPPT converter topologies using a matlab PV model / G.Walker // Journal, of Electrical & Electronics Engineering.- 2001.- 21(1).-p. 49-55.

55. De Soto, W. Improvement and validation of a model for photovoltaic array performance / W.De Soto, S.A.Klein, W.A.Beckman // Solar Energy.- 2006.-80(1).-p 78-88.

56. Field, H. Solar cell spectral response measurement errors related to spectral band width and chopped light waveform / H.Field // 26th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Anaheim.- 1997.- p.471-474.

57. Gow, J.A. Development of a photovoltaic array model for use in powerelectronics simulation studies / J.A.Gow, C.D.Manning // IEE Proc. — Electr. Power Appl.-1999.- Vol. 146. No. 2. -p. 193-200.

58. Vachtsevanos, G. A hybrid photovoltaic simulator for utility interactive studies / G.Vachtsevanos, K.Kalaitzakis // IEEE Transaction on energy conversation.-1987.- vol. EC-2, No. 2. -p. 227-231.

59. Ramabadran, R. Effect of Shading on Series and Parallel Connected Solar PV Modules / R. Ramabadran, B. Mathur // Modern applied science. -2010.- Vol.3. No.l0.-p.32-41.

60. Henze, N. A novel AC Module with High-Voltage Panels in CIS Technology / N.Henze, B.Sahan, R.Burger, W.Belschner, // 23rd European PV Solar Energy Conference and Exhibition.- 2008. -p. 232-239.

61. Picault, D. Changing photovoltaic array interconnections toreduce mismatch losses: a case study / D.Picault, B.Raison, S.Bacha, J.Aguilera, J.De La Casa // International Conference on Environment and Electrical Engineering EEEIC 2010.-p. 37-40.

62. Vazquez, M. Photovoltaic module reliability model based on field degradation studies / M.Vazquez, I.Rey-Stolle // Progress in Photovoltaics: Research and Applications.-2008.-No. 16.-p. 419-433.

63. Reis, A.M. Comparison of PV module performance before and after 11-years of field exposure / A.M.Reis, N.T.Coleman, M.W.Marshall, P.A.Lehman, C.E.Chamberlin // 29 IEEE Photovoltaics specialists conference.- 2002,- p. 1-4.

64. Rauschenbach, H.S. Solar Cell Array Design Handbook / H.S.Rauschenbach-NASA.-Vol.1.- 1976.-578p.

65. Karatepe, E. Voltage based power compensation system for photovoltaic generation system under partially shaded insolation conditions / E.Karatepe, T.Hiyama, M.Boztepe, M.Colak // Energy Conversion and Management.- 2008.-No. 49.-p.2307-2316.

66. Alonso-Garcia, M.C. Computer simulation of shading effects in photovoltaic arrays / M.C.Alonso-Garcia, J.M.Ruiz, W.Herrmann // Renewable Energy.-2006.-No. 31.-p.l986-1993.

67. Padmanabhan, B Modeling of solar cells / B.Padmanabhan A thesis presented in partial fulfillment of the requirements for the degree master of science.: Arizona state university.- 2008.-54p.

68. Shamim, M.K. Performance evaluation of PV module using computer-aided ray tracking technique / M.K.Shamim, S.K.Aditya, R.K.Mazumber // Journal of engineering and applied science.- 1(2).- 2006.- p. 82-86.

69. Chenvidhya, D. PV module dynamic impedance and its voltage and frequency dependencies / D.Chenvidhya, K. Kirtikara, C. Jivacate// Solar Energy Materials & Solar Cells.- 2005.- Vol. 86 No. 2.- p. 243-251.

70. Anil Kumar, R. Measurement of AC Parameters of Gallium Arsenide (GaAs/Ge) Solar Cell by Impedance Spectroscopy / R.Anil Kumar, M.S.Suresh, J.Nagaraju. // IEEE transactions on electron devices.- 2001.- vol. 48, no. 9.-p. 2177-2179.

71. Greacen, C. The role of bypass diodes in the failure of solar battery charging stations in Thailand / C.Greacen, D.Green // Solar Energy Materials & Solar Cells.- 2001.-No. 70.- p. 141-149.

72. Gao, L. Parallel-connected solar PV system to address partial and rapidly fluctuating shadow conditions / L.Gao, R.A.Dougal, S.Liu, A.P.Iotova // IEEE Transactions on Industrial Electronics.- May 2009.- Vol. 56.- No. 5,-p. 1548-1556.

73. Наумов, B.B. Методика автоматизированного измерения и расчета электрофизических параметров СЭ / В.В.Наумов, О.А.Гребенщиков,

74. B.Б.Залесский // Журнал прикладной спектроскопии.-2002.- V.69.- №5.1. C. 670-674.

75. Автоматизация измерений спектральных характеристик двусторонних солнечных элементов / Н.М.Богатов, М.П.Матвеякин, Р.Р.Родоманов, Н.А.Яковенко // РАН. Сибирское отделение: Автометрия.-2003.- том 39 №6.- С. 68-77.

76. Emery, К. Uncertainty Analysis of Certified Photovoltaic Measurements at the National Renewable Energy Laboratory / K. Emery NREL/TP-520-45229.-2009.- 59p.

77. ASTM El021. Standart Test Methods for Measuring Spectral Response of Photovoltaic cells.- Amer. Society for Testing Mstls., West Conshocken PA, USA, 2006.- Юр.

78. ASTM E948 Standart Test Method for Electrical Performance of Photovoltaic Cells Using Reference Cells Under Simulated Sunlight. Amer. Society for Testing Mstls., West Conshocken PA, USA, 2009.- 6p.

79. ASTM E1036 Standart Test Methods for Electrical Performance of Nonconcentrator Terrestrial Photovoltaic Modules and Arrays Using Reference

80. Cells. Amer. Society for Testing Mstls., West Conshocken PA, USA, 2008.-8p.

81. Соустин, Б.П. Системы электропитания космических аппаратов / Б.П.Соустин, В.И.Иванчура, А.И.Чернышев, Ш.Н.Ислаев Новосибирск: Наука, 1994.-317с.

82. Пеньков, А.А. Имитатор солнечной батареи с импульсным линейным регулированием / А.А.Пеньков, К.Н.Строев, Н.Н.Строев, О.А.Фролков // VIII Международный симпозиум «Электротехника 2010». Сборник тезисов,-2005.- С. 148-152

83. Фролкова, Н.О. Методы формирования внешней характеристики имитатора солнечной батареи / Н.О.Фролкова //12 МНТК студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» Тезисы докладов.-2006.- том 1.- С. 288-289.

84. Фролкова, Н.О. Имитатор солнечных батарей с импульсно-линейной структурой / Н.О.Фролкова, О.А.Фролков. // Материалы ВНТК «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике», 2010.- С.72-74

85. Фролкова, Н.О. Система управления имитатором солнечной батареи. /Н.О.Фролкова // Информационные технологии, энергетика и экономика 2 МНТК студентов и аспирантов.- Смоленск, 2006.- том 2.- С. 208-212.

86. Абраменкова, И.В. Микропроцессорная система управления формированием выходных характеристик солнечной батареи / И.В.Абраменкова, О.А.Фролков, Н.О.Фролкова, А.О.Ширяев // Приборы и системы. Управление, контроль диагностика.-2008.- №1.- С. 8-10.

87. Markvart, Т. Practical handbook of Photovoltaics / T.Markvart, L.Castaner -Fundamentals and applications.- Elsevier, 2003.-984p.

88. Chouder, A. Simulation of photovoltaic grid connected inverter in case of grid-failure / A.Chouder, S.Silvestre, A.Malek // Revue des Energies Renouvelables.-2006.- Vol. 9 №4.- p. 285-296.

89. Макушкин, M. Есть ли место солнцу в будущем Российской энергетики? / М.Макушкин // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 2007.-№4,-С. 112-119.

90. Cheknane, A. Modelling and simulation of organic bulk heterojunction solar cells / A.Cheknane, TAernouts, M.M.Boudia // Revue des Energies Renouvelables.- ICRESD-07.- 2007.- p. 83-90.