Modeling and Simulation of Silicon Solar Cells under Low Concentration Conditions

2022

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/en15249404
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Today’s research on concentrated photovoltaic (CPV) cells focuses on creating multi-junction semiconductor solar cells capable of withstanding high temperatures without losing their properties. This paper investigated silicon low concentrated photovoltaic (LCPV) devices using Fresnel lenses. The parameters of the silicon CPV cell were measured to simulate its operation based on a single-diode model with four and five parameters. The most optimal position of the Fresnel lens relative to the solar cell was shown, and the dependence of the CPV efficiency on the concentration ratio, incident solar power, and temperature was studied. Experiments on heating of a solar cell were conducted to build a model of heating of a solar cell under different solar radiation based on machine learning. Additionally, a cooling system was developed, and experiments were conducted for one LCPV cell. The resulting LCPV model was used to predict electrical power output and temperature change pattern using clear day data. Results of modeling show increase in generated energy by 27% compared with non-concentrated solar cells. Cooling system energy consumption was simulated, and the optimum cooling regime was determined. The proposed LCPV system can be used as a hybrid heat and electricity source, increase power generation, and does not require new solar cell production technologies.