УДК 681.518.3
Измерение
теплового сопротивления солнечных модулей модуляционным методом
В.
И. Смирнов 1,2, В. А. Сергеев 1,2, А. А. Гавриков
1
1Ульяновский
филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской
академии наук, 432071, Ульяновск, ул. Гончарова д.48/2
2 Ульяновский государственный технический университет,
432027,
Ульяновск, ул. Северный венец, 32
Статья поступила в
редакцию 9 августа 2018 г.
Аннотация. Представлены результаты измерений
теплового сопротивления солнечных модулей. Измерения осуществлялись с использованием
модуляции греющей мощности по гармоническому закону и измерении отклика на это
воздействие – переменной составляющей температуры p-n-перехода. Анализ зависимости теплового импеданса от
частоты модуляции греющей мощности позволил определить компоненты теплового
сопротивления, связанные с особенностями конструкции модуля. Экспериментально
установлено, что амплитуда переменной составляющей температуры перехода
практически не зависит от величины греющей мощности, что объясняется
неоднородным распределением тока через переход и образованием локальных
областей разогрева материала полупроводника. Образование локальных областей
разогрева подтверждается экспериментально обнаруженной компонентой теплового
сопротивления, которая обусловлена разностью температур между локальными
областями разогрева и остальной частью полупроводникового материала солнечного
модуля. Подтверждением образования областей локального разогрева является также
сильное уменьшение теплового сопротивления модуля с увеличением величины
греющего тока.
Ключевые слова: тепловое сопротивление, измерение, модуляционный
метод, солнечный модуль, локализация тока.
Abstract. The paper describes the
modulation method of measuring the thermal impedance of solar cells. Subject to
measurements was the 50-watt solar module from polycrystalline silica with the
surface area 700 × 550 mm2, of idling 23.6 B and current by
operation on loading 2,55 A. The measurements were performed using heating
power varying harmonically and measuring a response - variable component of the junction
temperature. Feature
of the modulation method is the possibility of determination of the components
of thermal resistance connected to construction features of the solar module.
Determination of components of thermal resistance of the solar module is based
on measurement and the subsequent analysis of dependence of thermal impedance
on modulation frequency of the heating power. It is experimentally found
out that the amplitude of the variable component of the junction
temperature mostly does not depend on the value of the heating power. This is explained by «current crowding» ‒ the nonuniform distribution of the
current through the junction and the formation of local regions of heating of
the semiconductor of solar module. The formation of local regions of heating is confirmed by the
experimentally detected thermal resistance component, which
is due to the temperature difference between local heated regions and other
part of semiconductor of solar cell. Formation of local hot regions was confirmed by a sharp thermal
resistance decrease with an increase of the heating current.
Key words: thermal resistance, measurement,
modulation method, solar module, current localization.
Для цитирования:
В. И. Смирнов, В. А. Сергеев, А.
А. Гавриков. Измерение теплового сопротивления солнечных модулей модуляционным
методом. Журнал радиоэлектроники
[электронный журнал]. 2018. №8. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/aug18/14/text.pdf
DOI 10.30898/1684-1719.2018.8.14