Магистерская диссертация «Многофакторная вычислительная модель коэффициента заполнения вольт-амперной характеристики солнечного элемента»

Целью настоящей работы является: исследование влияния дефектов ФЭП на его выходные характеристики, исследование связи между интенсивностью электролюминесценции и эффективностью HIT-элементов, исследование влияния фактора заполнения (FF) вольт-амперных характеристик солнечных элементов на эффективность их работы.

Задачей работы было создание с помощью методов интеллектуального анализа данных многофакторных вычислительных моделей эксплуатации ФЭП.

Практическая значимость заключается в том, что полученные модели позволяют вычислять мощность электрической энергии, вырабатываемой СЭ в различных внешних условиях (прямая задача), определять необходимые внешние условия для выработки требуемой мощности электрической энергии (обратная задача).

В результате:

1. Проведены эксперименты по исследованию зависимости выходной мощности от различных видов дефектов с помощью excel. Как было замечено, сильная зависимость наблюдается у пластин с таким видом дефекта как текстурирование, потертости и темные пятна. Наименьшую значимость на выходную мощность имеют такие дефекты как крестовины, следует отметить, что крестовины малых размеров, в случае, когда трещины в виде креста имеют выраженный характер, то можно уже заметить больший спад мощности, чем в случае с малыми размерами.
2. Разработаны методики создания моделей прогнозирования работы солнечных элементов с помощью искусственных нейронных сетей (ИНС). Созданы различные варианты ИНС-моделей эксплуатации СЭ и экспериментов по электролюминесценции СЭ.
3. С помощью одной из ИНС-моделей была проанализирована связь выходной мощности ФЭП и наличия различных дефектов. Созданные модели показали, что, в целом, дефекты влияют в пределах от 0,1 до 0,5 % выходной мощности. Была обнаружена неожиданная закономерность, что элементы без дефектов, в некоторых случаях, имеют люминесценцию меньше, чем элементы с дефектами.
4. Представленное направление исследований может быть полезным не только для непосредственного прогнозирования работы ФЭП, но и для прогнозирования работы всей солнечной электростанции.

В конечном итоге практика показывает, что направление исследования в этой области весьма перспективны и имеют большое будущее в области применения интеллектуального анализа данных для моделирования работы солнечных ячеек.