Фотоэлектрический датчик с двусторонней светочувствительностью для мониторинга энергетического ресурса солнечного излучения
Another Title
Bifacial Photovоltaic Sensor for Insolation Energy Resource Monitoring
Bibliographic entry
Василевич, В. П. Фотоэлектрический датчик с двусторонней светочувствительностью для мониторинга энергетического ресурса солнечного излучения = Bifacial Photovоltaic Sensor for Insolation Energy Resource Monitoring / В. П. Василевич, М. Е. Збышинская // Приборы и методы измерений. – 2024. – Т. 15, № 2. – С. 95-103.
Abstract
Точные и надёжные измерения суммарного потока солнечного излучения позволяют оценить эффективность использования наземных автономных фотоэлектрических систем энергообеспечения в различных метеорологических условиях. Это даёт возможность более точно прогнозировать во времени объемы выработки энергии, параметры аккумуляторных и ёмкостных накопителей и сроки окупаемости затрат. Целью настоящей работы являлось создание полупроводниковой структуры и технологии фотоэлектрического преобразователя с двусторонней светочувствительностью и экстремально высокой эффективностью использования альбедо. Разработан фотоэлектрический датчик измерения интенсивности солнечного излучениия с двусторонней светочувствительностью, который, в отличие от традиционных термоэлектрических пиранометров, является малоинерционным, а его спектральная чувствительность может быть достаточно близкой к этому показателю у силовых фотопреобразователей солнечных электростанций. Это позволило оценивать уровень инсоляции, способный быть полностью преобразованным в электрическую энергию, отрезая при этом неэффективную теплообразующую длинноволновую часть солнечного спектра. Практически реализовано создание лабораторного измерительного стенда для проверки работоспособности датчика. Проведены моделирование и экспериментальные исследования характеристик датчика, подтверждающие адекватность модели и его работоспособность. Двусторонняя светочувствительность датчика позволяет одновременно с прямой и рассеянной составляющими солнечного излучения контролировать составляющую, отражённую от поверхности земли, давая более полную информацию об энергетическом потенциале Солнца в месте расположения фотоэлектрической системы электроснабжения.
Abstract in another language
Accurate and reliable measurements of the total solar radiation flux make it possible to evaluate the efficiency of using stand-alone photovaltaic systems in various meteorological conditions. These measurements allow more accurately predict in time the energy production volume, accumulator and capacitive storage devices parameters and the payback period. Research purpose was to study the possibility of creating a photoelectric sensor and a method of uninterrupted measurement based on this sensor which allows to measure total solar radiation flux including its direct, diffused and reflected components simultaneously. The photovaltaic sensor with bifacial photosensitivity was manufactured and applied, which is low-inertia comparing to traditional thermoelectric pyranometers, and its spectral sensitivity is quite close to the same parameter of photovoltaic power supply system. It creates the possibility to estimate the insolation level capable to be completely converted into electrical energy without an ineffective heat-generating long-wavelength part of the solar spectrum. A laboratory measuring stand was made to test the sensor's operability. Modeling and experiments’ the sensor parameters were carried out and confirmed its operability. The bifacial photosensitivity sensor allows to control simultaneously direct, diffused and reflected from the earth's surface components of solar radiation, what gives more complete information about the energy potential of the photovoltaic power supply system location.
View/
Collections
- Т. 15, № 2[7]