Конвертер для солнечных батарей решит проблему «самого медленного бойца»

Команда инженеров Масдарского научно-технического института (Абу-Даби, ОАЭ) нашла способ, который позволяет преодолеть технологические ограничения, препятствовавшие до сих пор использованию всей электроэнергии, генерируемой солнечными элементами.

«Проблема возникает в солнечных панелях с последовательным подключением (один из самых типичных способов соединения распределенных фотоэлектрических систем), когда солнечные модули испытывают разные уровни облучения или нагрева, например, из-за проходящих облаков, накопления пыли или нестабильной воздушной вентиляции. В таких ситуациях модули генерируют неодинаковый ток, — объясняет инженер-исследователь Омар Хан (Omair Khan). — Модули с низкой производительностью влияют на всю цепочку солнечных панелей, поскольку максимальная выходная мощность определяется самым низким током в системе. Это значит, что если один из модулей затенён и поэтому генерирует низкий уровень тока, соединённые с ним последовательно высокопроизводительные модули не смогут выдавать большой ток».

Устройство, которое разработали Хан и профессор Вэйдун Сяо (Weidong Xiao), предназначено для оптимизации выходной мощности солнечных панелей с последовательным подключением. Ученые утверждают, что с помощью созданного ими «субмодульного интегрированного конвертера» можно обойти проблему «отряда, который движется со скоростью самого медленного бойца»: устройство отслеживает токи, генерируемые каждым индивидуальным модулем, и перенаправляет их напрямую в централизованный преобразователь. Это повышает общую мощность, особенно в случае расхождения рабочих показателей отдельных солнечных элементов.

Переключатели конвертера изготовлены из нитрида галлия, материала с высокой электропроводностью, способного преобразовывать в электричество 99% энергии, производимой каждым субмодулем. При этом небольшие габариты конвертера позволяют монтировать его в стандартную распределительную коробку, расположенную на тыльной стороне коммерческих солнечных батарей, не требуя переделывать их конструкцию.

По результатам этого, совместного с Массачусетским технологическим институтам исследовательского проекта, авторы подготовили три статьи: две для журнала IEEE Transactions on Industrial Electronics и одну — для IEEE Transactions on Sustainable Energy.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365