THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS
Relevance. Currently available simulation results and experimental data indicate that bypass diodes in the subpanel rows of photovoltaic cells do not fully protect against the appearance of “hot spots”. Bypass diodes are more effective for preventing “hot spots” with very short PV-cell line lengths,...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/253 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-253 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
photoelectric converter overcurrent resettable fuses current-voltage characteristics power-voltage characteristics simulation. фотоэлектрический преобразователь токовые перегрузки самовосстанавливающиеся предохранители вольт-амперные характеристики вольт-ваттные характеристики моделирование. |
| spellingShingle |
photoelectric converter overcurrent resettable fuses current-voltage characteristics power-voltage characteristics simulation. фотоэлектрический преобразователь токовые перегрузки самовосстанавливающиеся предохранители вольт-амперные характеристики вольт-ваттные характеристики моделирование. Tonkoshkur, A. Nakashidze, L. THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS |
| topic_facet |
photoelectric converter overcurrent resettable fuses current-voltage characteristics power-voltage characteristics simulation. фотоэлектрический преобразователь токовые перегрузки самовосстанавливающиеся предохранители вольт-амперные характеристики вольт-ваттные характеристики моделирование. |
| format |
Article |
| author |
Tonkoshkur, A. Nakashidze, L. |
| author_facet |
Tonkoshkur, A. Nakashidze, L. |
| author_sort |
Tonkoshkur, A. |
| title |
THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS |
| title_short |
THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS |
| title_full |
THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS |
| title_fullStr |
THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS |
| title_full_unstemmed |
THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS |
| title_sort |
use of resttable fuses “polyswitch” to prevent current over-loads in photovoltaic systems |
| title_alt |
ПРИМЕНЕНИЕ САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ «POLYSWITCH» ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ТОКОВЫХ ПЕРЕГРУЗОК В ФОТО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ |
| description |
Relevance. Currently available simulation results and experimental data indicate that bypass diodes in the subpanel rows of photovoltaic cells do not fully protect against the appearance of “hot spots”. Bypass diodes are more effective for preventing “hot spots” with very short PV-cell line lengths, which is not used in modern panel designs for economic reasons. Therefore, it is necessary to increase the reliability of solar cells, including the elimination of emergency (fire hazardous) situations based on the development of methods and means to prevent current overloads in their photovoltaic systems based on new approaches.
Purpose. Development of a universal approach to minimize current overloads in photovoltaic systems of solar cells by using low-cost elements of functional electronics, in particular, relatively new and widely used self-healing fuses of the Polyswith type.
Method. A circuit solution is proposed and the modeling method substantiates the possibility of using Polyswitch type fuses to prevent and minimize current overloads in solar PV systems.
Results. The influence of the resistance value in the conducting state and the fuse trip current on the current-voltage and power-voltage characteristics of parallel connections of photoelectric converters and their modules is analyzed.
A mathematical model of the circuit solution is developed and its basic characteristics are simulated using typical parameters of monocrystalline silicon photoelectric converters and commercial self-healing fuses. The influence of the resistance value in the conducting state and the trip current of the RFu on the current-voltage and power-voltage characteristics of the parallel connection of the photovoltaic components of solar cells is analyzed.
Conclusion. It is shown that effective current limiting in the presence of a short circuit with such a connection of photovoltaic components can be implemented when the following conditions are met:
- the resistance of the fuse in the conducting state is much less than the parallel connection of the series resistances of the photoelectric components;
- the trigger current of the fuse must be greater than the short circuit current of the individual photovoltaic component and less than the current of their parallel connection. Ref. 26, fig. 5, tabl. 1. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/253 |
| work_keys_str_mv |
AT tonkoshkura theuseofresttablefusespolyswitchtopreventcurrentoverloadsinphotovoltaicsystems AT nakashidzel theuseofresttablefusespolyswitchtopreventcurrentoverloadsinphotovoltaicsystems AT tonkoshkura primeneniesamovosstanavlivaûŝihsâpredohranitelejpolyswitchdlâpredotvraŝeniâtokovyhperegruzokvfotoélektričeskihsistemah AT nakashidzel primeneniesamovosstanavlivaûŝihsâpredohranitelejpolyswitchdlâpredotvraŝeniâtokovyhperegruzokvfotoélektričeskihsistemah AT tonkoshkura useofresttablefusespolyswitchtopreventcurrentoverloadsinphotovoltaicsystems AT nakashidzel useofresttablefusespolyswitchtopreventcurrentoverloadsinphotovoltaicsystems |
| first_indexed |
2024-06-01T14:33:57Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:33:57Z |
| _version_ |
1800669691981594624 |
| spelling |
veorgua-article-2532020-06-28T18:06:04Z THE USE OF RESTTABLE FUSES “POLYSWITCH” TO PREVENT CURRENT OVER-LOADS IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS ПРИМЕНЕНИЕ САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ «POLYSWITCH» ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ТОКОВЫХ ПЕРЕГРУЗОК В ФОТО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Tonkoshkur, A. Nakashidze, L. photoelectric converter, overcurrent, resettable fuses, current-voltage characteristics, power-voltage characteristics, simulation. фотоэлектрический преобразователь, токовые перегрузки, самовосстанавливающиеся предохранители, вольт-амперные характеристики, вольт-ваттные характеристики, моделирование. Relevance. Currently available simulation results and experimental data indicate that bypass diodes in the subpanel rows of photovoltaic cells do not fully protect against the appearance of “hot spots”. Bypass diodes are more effective for preventing “hot spots” with very short PV-cell line lengths, which is not used in modern panel designs for economic reasons. Therefore, it is necessary to increase the reliability of solar cells, including the elimination of emergency (fire hazardous) situations based on the development of methods and means to prevent current overloads in their photovoltaic systems based on new approaches. Purpose. Development of a universal approach to minimize current overloads in photovoltaic systems of solar cells by using low-cost elements of functional electronics, in particular, relatively new and widely used self-healing fuses of the Polyswith type. Method. A circuit solution is proposed and the modeling method substantiates the possibility of using Polyswitch type fuses to prevent and minimize current overloads in solar PV systems. Results. The influence of the resistance value in the conducting state and the fuse trip current on the current-voltage and power-voltage characteristics of parallel connections of photoelectric converters and their modules is analyzed. A mathematical model of the circuit solution is developed and its basic characteristics are simulated using typical parameters of monocrystalline silicon photoelectric converters and commercial self-healing fuses. The influence of the resistance value in the conducting state and the trip current of the RFu on the current-voltage and power-voltage characteristics of the parallel connection of the photovoltaic components of solar cells is analyzed. Conclusion. It is shown that effective current limiting in the presence of a short circuit with such a connection of photovoltaic components can be implemented when the following conditions are met: - the resistance of the fuse in the conducting state is much less than the parallel connection of the series resistances of the photoelectric components; - the trigger current of the fuse must be greater than the short circuit current of the individual photovoltaic component and less than the current of their parallel connection. Ref. 26, fig. 5, tabl. 1. Актуальность. Имеющиеся на настоящий момент результаты моделирования и экспериментальные данные свидетельствуют, что обводные диоды в подпанельных строках фотоэлектрических элементов не полностью защищают от появления «горячих пятен». Обводные диоды более эффективны для предотвращения «горячих пятен» при очень коротких длинах строк ФЭП, что не применяется в современной конструкции панелей из экономических соображений. Поэтому необходимо повышения надежности солнечных батарей, включая устранение нештатных (пожароопасных) ситуаций на основе разработки методов и средств предотвращения токовых перегрузок в их фотоэлектрических системах на основе новых подходов. Цель. Разработка универсального подхода для минимизации токовых перегрузок в фотоэлектрических системах солнечных батарей путем применения недорогостоящих элементов функциональной электроники, в частности, относительно новых и, получивших широкое распространение, самовосстанавливающихся предохранителей типа “Polyswith”. Метод. Предложено схемное решение и методом моделирования обоснованы возможности использования предохранителей типа Polyswitch для предотвращения и минимизации токовых перегрузок в фотоэлектрических системах солнечных батарей. Результаты. Проанализировано влияние величины сопротивления в проводящем состоянии и тока срабатывания предохранителей на вольт-амперные и вольт-ваттные характеристики параллельных соединений фотоэлектрических преобразователей и их модулей. Разработана математическая модель схемного решения и проведено моделирование его основных характеристик при использовании типичных параметров фотоэлектрических преобразователей на основе монокристаллического кремния и коммерческих самовосстанавливающихся предохранителей. Проанализировано влияние величины сопротивления в проводящем состоянии и тока срабатывания СВП на ВАХ и ВВХ параллельного соединения фотоэлектрических компонентов солнечных батарей. Выводы. Показано, что эффективное ограничение тока при наличии короткого замыкания при таком соединении фотоэлектрических компонент может быть реализовано при выполнении следующих условий: – сопротивление предохранителя в проводящем состоянии значительно меньше параллельного соединения последовательных сопротивлений фотоэлектрических компонент; – ток срабатывания предохранителя должен быть больше тока короткого замыкания отдельного фотоэлектрического компонента и меньше тока их параллельного соединения. Библ. 26, рис. 5, табл. 1. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2020-06-28 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/253 10.36296/1819-8058.2020.2(61).34-44 Возобновляемая энергетика; № 2(61) (2020): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 34-44 Відновлювана енергетика; № 2(61) (2020): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 34-44 Vidnovluvana energetika ; No. 2(61) (2020): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 34-44 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2020.2(61) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/253/180 Copyright (c) 2020 Vidnovluvana energetika |