USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS
The work is devoted to the use of MOSFET transistors in the construction of a solar panel. It is assumed that shunting and blocking diodes are used for the correct operation of photovoltaic elements in solar panels and the operation of solar panels at power plants. It is shown that a more promising...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/361 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103563862638592 |
|---|---|
| author | Bondarenko, D. |
| author_facet | Bondarenko, D. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": " D. Bondarenko",
"institution": "Institute of renewable energy, NAS Ukraine, Kyiv, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Bondarenko, D. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:17Z |
| description | The work is devoted to the use of MOSFET transistors in the construction of a solar panel. It is assumed that shunting and blocking diodes are used for the correct operation of photovoltaic elements in solar panels and the operation of solar panels at power plants. It is shown that a more promising development of solar panel design is the replacement of such diodes with MOSFET transistors. Since such transistors have low internal resistance when switched on directly, their use is reasonable. The possibility of controlling an element such as a transistor in a solar panel, unlike a diode, is shown. Such control can be carried out from the internal voltage on the photocells and from external factors. The possibility of dynamic connection of photocells in solar panels using MOSFET transistors is also shown. It is shown that dynamic switching of parallel and series connections requires three elements of an electrical circuit, and an elementary circuit of dynamic connections is shown. The basic scheme of dynamic switching of photocells in a solar panel using field-effect transistors was constructed. A way to solve the problem of the presence of a parasitic diode is proposed. The use of two opposite-connected MOSFET transistors for dynamic switching is considered. It is noted that to control such a circuit, it is advisable to use programmable logic controllers that can control the switching using preloaded firmware. Using the example of two photovoltaic cells, a schematic diagram of a solar panel is shown with dynamic connections of photovoltaic cells and the use of transistor assemblies and control using a controller. It is noted that transistors for dynamic switching can be used as shunting or blocking diodes. This approach allows creating universal and maximally integrated systems. Ref. 14, fig. 9. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2022.3(70).62-67 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:48Z |
| format | Article |
| fulltext |
62
Відновлювана енергетика. №3/2022 | Сонячна енергетика
УДК 621.316 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.3(70).62-67
ВИКОРИСТАННЯ MOSFET-ТРАНЗИСТОРІВ У СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЯХ
Отримано 01 серп. 2022; рекомендовано до публікації 27 вер. 2022
Доступно онлайн 30 вер. 2022
Д. В. Бондаренко 1
Автор для коресподенції: Дмитро Бондаренко,
e-mail: dima7007bond@gmail.com
Робота присвячена використанню MOSFET-транзисторів під час побудови сонячної панелі. Зазнача-
ється, що для коректної роботи фотовольтаїчних елементів у сонячних панелях та роботи сонячних
панелей на електростанціях використовуються шунтувальні та блокувальні діоди. Зазначено, що
перспективнішим розвитком конструювання сонячних панелей є заміна таких діодів на MOSFET-
транзистори. Оскільки такі транзистори мають низький внутрішній опір при прямому включенні, їх
використання є доцільним. Показана можливість керування в сонячній панелі таким елементом як
транзистор, на відміну від діоду. Таке керування можливо здійснювати від внутрішньої напруги на
фотоелементах та від зовнішніх чинників. Також показана можливість динамічного з’єднання фото-
елементів у сонячних панелях за допомогою MOSFET-транзисторів. Визначено, що для динамічної ко-
мутації паралельних і послідовних з’єднань потрібні три елементи електричного кола, відображено
елементарне коло динамічних з’єднань. Побудована базова схема динамічної комутації фотоелемен-
тів у сонячній панелі з використанням польових транзисторів. Запропоновано шлях вирішення про-
блеми наявності паразитного діоду. Розглянуто використання двох з‘єднаних на зустріч MOSFET-
транзисторів для динамічної комутації. Відмічено, що для керування таким колом доцільно викорис-
товувати програмовані логічні контролери, які можуть керувати комутацією з використанням за-
здалегідь завантаженої мікропрограми. На прикладі двох фотоелементів показана схема сонячної па-
нелі з динамічними з’єднаннями фотоелементів і використанням збірок транзисторів та керуванням
за допомогою контролера. Відмічено, що транзистори для динамічної комутації можуть бути вико-
ристані як шунтувальні чи блокувальні діоди. Такий підхід дає змогу створювати універсальні та ма-
ксимально інтегровані системи. Бібл. 14, рис. 9.
Ключові слова: MOSFET-транзистор, сонячна панель, фотоелемент, шунтувальний діод, блокуваль-
ний діод, динамічне з’єднання, контролер.
USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS
Received 01 Aug. 2022; accepted 27 Sept. 2022.
Available online 30 Sept. 2022
D. Bondarenko 1
Author for correspondence: Dmytro Bondarenko,
e-mail: dima7007bond@gmail.com
The work is devoted to the use of MOSFET transistors in the construction of a solar panel. It is assumed that
shunting and blocking diodes are used for the correct operation of photovoltaic elements in solar panels and
the operation of solar panels at power plants. It is shown that a more promising development of solar panel
design is the replacement of such diodes with MOSFET transistors. Since such transistors have low internal
resistance when switched on directly, their use is reasonable. The possibility of controlling an element such as
a transistor in a solar panel, unlike a diode, is shown. Such control can be carried out from the internal voltage
on the photocells and from external factors. The possibility of dynamic connection of photocells in solar panels
1 канд. техн. наук. Інститут відновлюваної ене-
ргетики НАН України, м. Київ, Україна.
http://orcid.org/0000-0002-5629-930X
1 Cand. of tech. Sciences. Institute of renewable
energy, NAS Ukraine, Kyiv, Ukraine
http://orcid.org/0000-0002-5629-930X
63
Відновлювана енергетика. №3/2022 | Сонячна енергетика
using MOSFET transistors is also shown. It is shown that dynamic switching of parallel and series connections
requires three elements of an electrical circuit, and an elementary circuit of dynamic connections is shown. The
basic scheme of dynamic switching of photocells in a solar panel using field-effect transistors was constructed.
A way to solve the problem of the presence of a parasitic diode is proposed. The use of two opposite-connected
MOSFET transistors for dynamic switching is considered. It is noted that to control such a circuit, it is advisable
to use programmable logic controllers that can control the switching using preloaded firmware. Using the
example of two photovoltaic cells, a schematic diagram of a solar panel is shown with dynamic connections of
photovoltaic cells and the use of transistor assemblies and control using a controller. It is noted that transistors
for dynamic switching can be used as shunting or blocking diodes. This approach allows creating universal and
maximally integrated systems. Ref. 14, fig. 9.
Keywords: MOSFET-transistor, solar panel, pv-element, bypass diode, blocking diode, dynamic connection,
controller.
Вступ. Поширення сонячної енергетики стимулює роз-
виток і вдосконалення елементів енергетичного устат-
кування, зокрема сонячних пенелей. Конструкція соняч-
ної панелі передбачає певний перелік комплектуючих.
Це, крім власне фотовольтаїчних елементів (модулів) та
конструктивних елементів, комутуючі елементи. Кому-
туючі елементи можуть бути у вигляді традиційних ме-
талевих з’єднань або у вигляді активних чи пасивних
електронних компонентів. Так, наприклад, для запобі-
гання некоректній роботі сонячної панелі при затіненні
чи виході з ладу фотовольтаїчних модулів використову-
ються шунтувальні та блокувальні діоди.
Треба зазначити, що на діодах, зокрема на кремнієвих,
виникає падіння напруги при прямому включенні. Для
різних напівпровідникових матеріалів та пристроїв ця
напруга має різну величину, але зазвичай лежить в ме-
жах 0,2-0,7 В. Крім того, діод є двополюсником і не має
властивості керування ним. Із цього ж погляду тради-
ційні металеві з’єднання між фотоелементами також є
пасивними і не підлягають трансформації під час екс-
плуатації сонячної панелі, на відміну від керованих ко-
мутуючих елементів, наприклад транзисторів у режимі
ключа [1].
Постановка завдання. З огляду на вищевикладене є до-
цільним проведення дослідження із заміни пасивних
з’єднувачів фотовольтаїчних елементів у панелі та допо-
міжних діодів на активні керовані елементи, зокрема на
польові MOSFET(МДН)-транзистори.
Використання MOSFET-транзисторів замість шунтува-
льних та блокувальних діодів. Під час експлуатації со-
нячних панелей виникають ситуації, коли певна кіль-
кість фотоелементів у панелі може не генерувати, а спо-
живати електричну енергію ‒ це некоректний режим
роботи, що є недопустимим. Зокрема, в разі зменшення
напруги від номінального значення на виводах фото-
вольтаїчних елементів виникають процеси зі зворотного
протікання струму в фотоелементах, що є навантажен-
ням для інших генерувальних елементів та призводить
до розбалансування системи та виходу з ладу пристроїв.
Для запобігання таким випадкам при послідовному з’єд-
нанні фотоелементів паралельно до кожного елемента
або до декількох елементів ставляться шунтувальні діоди
[2], а в разі паралельного з’єднання фотоелементів або
стрингів у панелях ставлять блокувальні діоди [3] (рис. 1).
Використання діодів у паралельних з’єднаннях фотое-
лементів чи стрингів необхідне, коли в одного з парале-
льних фотовольтаїчних елементів чи стрингів напруга
генерування більша, ніж в іншого та виникають вирівню-
вальні струми.
Як діоди здебільшого використовуються звичайні крем-
нієві випрямні діоди [4], які при прямому включенні ма-
ють падіння напруги 0,6-0,7 В, що призводить до втрат
корисної напруги.
Рис. 1. Сонячна панель з шунтувальними та блокувальними
діодами
Fig. 1. PV-panel with bypass and blocking diodes
64
Відновлювана енергетика. №3/2022 | Сонячна енергетика
З цієї причини доцільно діод замінити на елемент, який
не несе таких втрат [5]. Таким елементом може бути
MOSFET-транзистор, який у відкритому режимі завдяки
індукованому каналу тієї самої провідності, що і витік та
сток [6], не має такого значного падіння напруги [7], на
відміну від біполярного транзистора чи діода, та має
лише омічний опір.
Але недоліком є те, що в MOSFET-транзисторах присут-
ній паразитний діод, який включений паралельно до ви-
току та стоку транзистора [8]. І тому при певних значен-
нях напруги, на виводах транзистора, та її полярності,
може протікати струм через такий діод і виникати па-
діння напруги. Для запобігання цьому негативному
впливу використовується зустрічне з’єднання двох тра-
нзисторів (рис. 2) [9].
Рис. 2. Зустрічне з’єднання двох MOSFET-транзисторів
Fig. 2. Opposite connection two MOSFET-transistors
У такому разі при закритих транзисторах струм через
таку схему не протікає, якими б не були полярність та
значення напруги на електродах такого з’єднання. А при
відкритих транзисторах така система виступає як коро-
тке замикання. Тобто така система виступає як ідеаль-
ний діод, оскільки вона не має падіння напруги при пря-
мому включенні й повністю блокує струм при зворот-
ному включенні.
Зазначимо, що оскільки транзистор є керованим елеме-
нтом, то необхідно здійснювати керування ним. У на-
шому випадку для польового транзистора потрібно по-
дати відкривальну напругу на затвор. Для незмінного в
часі керування такими транзисторами можлива подача
напруги від фотовольтаїчних елементів через обмежу-
вальний опір та додатковий біполярний транзистор, що
не покращує характеристики з опору системи в цілому.
Тож система працює тільки в статичному режимі.
Іншим шляхом є динамічне керування такими MOSFET-
транзисторами, зокрема з використанням систем
зворотного зв’язку за напругою або струмом від контро-
льного ланцюга, яким виступає фотовольтїчний елемент
(рис. 3).
Рис. 3. Керування MOSFET-транзисторами, які виступають
у ролі шунтувального та блокувального діодів
Fig.3. Сontrol of MOSFET-transistors acting as bypass and
blocking diodes
Також, іншим шляхом є використання динамічно керо-
ваних MOSFET-транзисторів при застосування коригую-
чих та задающих схем, зокрема можлива реалізація шу-
нтування чи блокування ланцюгів сонячної панелі від
зовнішнього фотоелемента чи датчика температури па-
нелі (рис. 4).
Рис. 4. Керування MOSFET-транзисторами від зовнішнього
фотоелемента або датчика температури
Fig. 4. Сontrol of MOSFET-transistors from outside photodetector
or detector of temperature
Універсальним є шлях, коли динамічне керування здій-
снюється з використанням сучасних програмованих ло-
гічних контролерів (MCU), які, знову ж таки, контролю-
ють певні ділянки ланцюгів у сонячній панелі та можуть
65
Відновлювана енергетика. №3/2022 | Сонячна енергетика
підлягати керуванню зовнішніми системами й працю-
вати за завчасно визначеним алгоритмом роботи (рис.
5.) [10].
Рис. 5. Керування MOSFET-транзисторів від
мікроконтролера (MCU)
Fig.5. Control of MOSFET-transistors from MCU
Використання MOSFET-транзисторів для з’єднання фо-
тоелементів у панелі. Як зазначено вище використання
MOSFET-транзисторів дозволяє створити сонячну па-
нель або сонячну станцію довільної топології, яка може
змінюватись з плином часу та бути керованою. Тобто ке-
ровані елементи, такі як транзистори, дають змогу реа-
лізувати динамічну комутацію фотоелементів у панелі,
або комутацію панелей на станції [11].
Паралельне з’єднання джерел електричної енергії пе-
редбачає використання двох з’єднань, які сполучають
два однойменні полюси, а послідовне з’єднання перед-
бачає використання одного з’єднання для різноймен-
них полюсів. Тобто для реалізації динамічної комутації
потрібно використовувати три комутувальних елементи
для з’єднання кожних двох генерувальних елементів
(рис. 6).
Рис. 6. Динамічна комутація двох джерел живлення
Fig. 6. Dynamic commutation of two sources
Тобто для комутації зручно використати польові MOSFET-
транзистори, які мають наднизький внутрішній опір, а
для усунення паразитних елементів, у загальному випа-
дку, використати зустрічне їх з’єднання (рис. 7). Треба
зазначити, що для послідовного з’єднання фотовольтаїч-
них модулів немає необхідності зустрічно включати тран-
зистори, а достатньо одного, який включено так, щоб па-
разитний діод був розміщений у зворотному напрямку,
оскільки між негативним полюсом одного модуля та по-
зитивним полюсом іншого однозначно є різниця потенці-
алів в одному напрямку.
Рис. 7. Динамічна комутація двох джерел живлення
за допомогою MOSFET-транзисторів
Fig. 7. Dynamic commutation of two sources
by MOSFET-transistors
Як видно на рис. 7, використання керованого послідо-
вно-паралельного з’єднання крім комутації дозволяє
реалізувати функцію шунтування або блокування окре-
мих фотовольтаїчних елементів. Так, відкривши транзи-
стори Т1 і Т2, але закривши транзистори Т3 і Т4, (див. рис.
7), створюємо послідовне з’єднання клеми К1 з джере-
лом І2 в обхід джерела І1. Що відповідає процесу шунту-
вання І1.
Складніша ситуація з функцією блокування. Звісно, зу-
стрічно з’єднані транзистори Т1-Т2 та Т3-Т4, на рис. 7, в
закритому режимі виконують функцію блокувального
діода. У випадку, коли і джерело І1, і джерело І2 перебу-
вають у генерувальному режимі, транзистори Т1-Т2 та Т3-
Т4 відкриті. Але коли джерела мають різну напругу, на
виводах виникне вирівнювальний струм у бік меншого
потенціалу, що не є придатним для нас. Тому потрібно
один із транзисторів з кожної пари Т1-Т2 та Т3-Т4, вимк-
нути і залишити паразитним діодом на зустріч вирівню-
вальному струму.
Для виконання вищевикладених функцій потрібно
знати напругу на кожному з фотовольтаїчних елементів
та порівнювати її. Для цього можна використати вбудо-
вані в керувальний мікроконтролер вольтметри й мік-
ропрограму, або реалізувати вимірювальну схему на ос-
нові компараторів.
На рис. 8 зображено застосування об’єднаних MOSFET-
транзисторів для комутації в сонячній панелі. На цьому
рисунку видно (зважаючи на масштаб), що топологія ро-
зведення електричних з’єднувачів між фотоелементами
66
Відновлювана енергетика. №3/2022 | Сонячна енергетика
є досить зручною для розміщення транзисторів у сере-
дині панелі між фотоелементами.
Рис. 8. З’єднання двох фотовольтаїчних елементів
за допомогою MOSFET-транзисторів
Fig. 8. Connection of two pv-cells by MOSFET-transistors
Також зазначимо, що оскільки ми маємо попарно з’єд-
нані транзистори, то зручно використовувати транзисто-
рні збірки, наприклад два MOSFET-транзистори в од-
ному корпусі SO-8 (рис. 9) [12], де S ‒ витік, D ‒ сток, G ‒
затвор.
Рис. 9. Транзисторна збірка
Fig. 9. Transistor assembly
Висновок. Таким чином, при застосуванні MOSFET-
транзисторів замість діодів та фіксованих металевих
з’єднань ми отримуємо ряд переваг. По-перше, викори-
стовуючи такий транзистор ми значно зменшуємо па-
діння напруги на шунтувальному або блокувальному
елементі, що має суттєве значення при малих напругах
генерації або при великих струмах. По-друге, ми мо-
жемо керувати з’єднаннями, використовуючи схеми
зворотного зв’язку та програмовані контролери. Також
за допомогою MOSFET-транзисторів можна організу-
вати динамічне з’єднання фотоелементів у сонячній па-
нелі, що дає змогу, в разі потреби та відповідно до пев-
них алгоритмів, динамічно міняти номінальні параме-
три сонячних панелей. Крім того, використання певної
схеми включення транзисторів замість фіксованих
з’єднань дозволяє реалізувати універсальну схему керу-
вання роботою сонячної панелі в цілому.
Цей підхід також може бути використаний при розробці
фотогенерувальних пристроїв з каскадним з’єднанням
фотоелементів [13].
Також при наявності можливості керування номіналь-
ними значеннями фотовольтаїчного генератора елект-
ричної енергії здійснима реалізація інтелектуальних си-
стем керування локальними та глобальними енергетич-
ними системами [14], де керування генерацією, акуму-
люванням та споживанням здійснюється одночасно й
скоординовано.
ПОСИЛАННЯ
1. Romênia G. Vieira, Fábio M. U. de Araújo, Mahmoud
Dhimish and Maria I. S. Guerra. A Comprehensive Re-
view on Bypass Diode Application on Photovoltaic Mod-
ules. Energies. 2020. 13 (10). 2472;
https://doi:10.3390/en13102472
2. Jay Kumar Pandey, Vikas Kumar Aharwal. Bypass Diodes
to Improve Solar Panel Efficiency for Certain Module.
JOURNAL OF NANO- AND ELECTRONIC PHYSICS. 2022.
Vol. 14. No. 3. 03003; https://doi.org:10.21272/jnep. 14
(3).03003
3. Wenham S.R., Green M.A., Watt M.E., Corkish R. Ap-
plied Photovoltaics. Second Edition. UK. 2007. 290 р.
4. Diode. From Wikipedia. [Електронний ресурс]
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Diode (дата звер-
нення 09.09.2022)
5. Jeff Falin. Reverse Current/Battery Protection Circuits.
Application Report SLVA139. [Електронний ресурс]
URL: https://www.ti.com/lit/an/slva139/slva139.pdf
(дата звернення June 2003)
6. MOSFET. From Wikipedia. [Електронний ресурс]
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET (дата звер-
нення 28.09.2022)
7. Aimee Kalnoskas. A simple and inexpensive ideal-diode
MOSFET circuit. Power electronic tips. [Електронний ре-
сурс] URL: https://www.powerelectronictips.com/inex-
pensive-ideal-diode-mosfet-circuit/ (дата звернення
26.09.2017)
8. What is the MOSFET body diode? Joshua Israelson.
Power electronic tips. [Електронний ресурс]
URL: ttps://www.powerelectronictips.com/remember-
mosfet-body-diode-faq/ (дата звернення 15.12.2016)
9. Fundamentals of power system ORing. Martin Patoka. EDN.
[Електронний ресурс] URL: https://www.edn.com/funda-
mentals-of-power-system-oring/ (дата звернення
21.03.2007)
10. Microcontroller. From Wikipedia. [Електронний ре-
сурс] URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Microcontrol-
ler (дата звернення 23.06.2021)
67
Відновлювана енергетика. №3/2022 | Сонячна енергетика
11. Бондаренко Д. В. Динамічне з’єднання фотоелемен-
тів в сонячних панелях. Відновлювана енергетика.
2021. № 3. С.45-51.
12. Data and specifications of IRF8313PBF. [Електронний ре-
сурс] URL: https://www.infineon.com/cms/en/prod-
uct/power/mosfet/n-channel/irf8313/ (дата звернення
07.11.2008)
13. Бондаренко Д. В. Моделирование фотоэлементов
солнечных батарей с каскадным соединением фото-
преобразователей. Відновлювана енергетика. 2007.
№ 1. С.24‒26.
14. Бондаренко Д. В. Інтелектуальні цифрові фотоелект-
ричні системи. Відновлювана енергетика. 2016. № 1.
C. 38‒44.
REFERENCES
1. Romênia G. Vieira, Fábio M. U. de Araújo, Mahmoud
Dhimish and Maria I. S. Guerra. A Comprehensive Re-
view on Bypass Diode Application on Photovoltaic Mod-
ules. Energies 2020. 13 (10). 2472;
https://doi:10.3390/en13102472 [in English]
2. Jay Kumar Pandey, Vikas Kumar Aharwal. Bypass Diodes
to Improve Solar Panel Efficiency for Certain Module.
JOURNAL OF NANO- AND ELECTRONIC PHYSICS. 2022.
Vol. 14. No. 3. 03003;
https://doi.org:10.21272/jnep.14(3).03003 [in English]
3. Wenham S.R., Green M.A., Watt M.E., Corkish R. Ap-
plied Photovoltaics. Second Edition. UK. 2007. 290 p. [in
English]
4. Diode. From Wikipedia. [Electronic resource]. URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/Diode (Applying date:
29.07.2021). [in English]
5. Jeff Falin. Reverse Current/Battery Protection Circuits. Appli-
cation Report SLVA139. June 2003. [Electronic resource].
URL: https://www.ti.com/lit/an/slva139/slva139.pdf [in
English]
6. MOSFET. From Wikipedia. [Electronic resource]. URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET (Applying date:
28.09.2022). [in English]
7. Aimee Kalnoskas. A simple and inexpensive ideal-diode
MOSFET circuit. Power electronic tips. [Electronic re-
source]. URL: https://www.powerelectronictips.com/inex-
pensive-ideal-diode-mosfet-circuit/ (Applying date:
26.09.2017) [in English]
8. Joshua Israelson What is the MOSFET body diode?
(2016) [Electronic resource]. URL: https://www.pow-
erelectronictips.com/remember-mosfet-body-diode-
faq/ [in English]
9. Martin Patoka. Fundamentals of power system ORing.
2007. [Electronic resource].
URL:https://www.edn.com/fundamentals-of-power-
system-oring/ [in English]
10. Microcontroller. From Wikipedia. [Electronic resource].
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Microcontroller
(Applying date: 23.06.2021). [in English]
11. Bondarenko D .Dynamichne zyednannia fotoelementiv
v soniachnyh paneliah [Dynamic connection pv-cells in
solar panels]. Vidnovljuvana energetyka. 2021. No.3.
Pp.45‒51 [in Ukrainian].
12. Data and specifications of IRF8313PBF. [Electronic re-
source]. URL: https://www.infineon.com/cms/en/prod-
uct/power/mosfet/n-channel/irf8313/ (Applying date:
07.11.2008) [in English]
13. Bondarenko D. V. Modelirovanie fotoelementov
solnechnyh batarei s kaskadnym soedineniem foto-
preobrazovatelei [Simulation pv-cells of solar battery
with cascade connection pv-elements]. Vidnovljuvana
energetyka. 2007. No. 1. Pp.24‒26 [in Ukrainian].
14. Bondarenko D. V. Intelectualni cifrovi fotoelektrychni
systemy [Smart digital photoelectric systems]. Vid-
novljuvana energetyka. 2016. No. 1. Pp. 38‒44 [in
Ukrainian].
|
| id | veorgua-article-361 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:10:12Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/9f/48d610195cfb70de57510d0200d1209f.pdf |
| spelling | veorgua-article-3612026-07-18T06:32:17Z USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS ВИКОРИСТАННЯ MOSFET-ТРАНЗИСТОРІВ У СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЯХ Bondarenko, D. MOSFET-transistor, solar panel, pv-element, bypass diode, blocking diode, dynamic connection, controller. MOSFET-транзистор, сонячна панель, фотоелемент, шунтувальний діод, блокувальний діод, ди-намічне з’єднання, контролер. The work is devoted to the use of MOSFET transistors in the construction of a solar panel. It is assumed that shunting and blocking diodes are used for the correct operation of photovoltaic elements in solar panels and the operation of solar panels at power plants. It is shown that a more promising development of solar panel design is the replacement of such diodes with MOSFET transistors. Since such transistors have low internal resistance when switched on directly, their use is reasonable. The possibility of controlling an element such as a transistor in a solar panel, unlike a diode, is shown. Such control can be carried out from the internal voltage on the photocells and from external factors. The possibility of dynamic connection of photocells in solar panels using MOSFET transistors is also shown. It is shown that dynamic switching of parallel and series connections requires three elements of an electrical circuit, and an elementary circuit of dynamic connections is shown. The basic scheme of dynamic switching of photocells in a solar panel using field-effect transistors was constructed. A way to solve the problem of the presence of a parasitic diode is proposed. The use of two opposite-connected MOSFET transistors for dynamic switching is considered. It is noted that to control such a circuit, it is advisable to use programmable logic controllers that can control the switching using preloaded firmware. Using the example of two photovoltaic cells, a schematic diagram of a solar panel is shown with dynamic connections of photovoltaic cells and the use of transistor assemblies and control using a controller. It is noted that transistors for dynamic switching can be used as shunting or blocking diodes. This approach allows creating universal and maximally integrated systems. Ref. 14, fig. 9. Робота присвячена використанню MOSFET-транзисторів під час побудови сонячної панелі. Зазначається, що для коректної роботи фотовольтаїчних елементів у сонячних панелях та роботи сонячних панелей на електростанціях використовуються шунтувальні та блокувальні діоди. Зазначено, що перспективнішим розвитком конструювання сонячних панелей є заміна таких діодів на MOSFET-транзистори. Оскільки такі транзистори мають низький внутрішній опір при прямому включенні, їх використання є доцільним. Показана можливість керування в сонячній панелі таким елементом як транзистор, на відміну від діоду. Таке керування можливо здійснювати від внутрішньої напруги на фотоелементах та від зовнішніх чинників. Також показана можливість динамічного з’єднання фотоелементів у сонячних панелях за допомогою MOSFET-транзисторів. Визначено, що для динамічної комутації паралельних і послідовних з’єднань потрібні три елементи електричного кола, відображено елементарне коло динамічних з’єднань. Побудована базова схема динамічної комутації фотоелементів у сонячній панелі з використанням польових транзисторів. Запропоновано шлях вирішення проблеми наявності паразитного діоду. Розглянуто використання двох з‘єднаних на зустріч MOSFET-транзисторів для динамічної комутації. Відмічено, що для керування таким колом доцільно використовувати програмовані логічні контролери, які можуть керувати комутацією з використанням заздалегідь завантаженої мікропрограми. На прикладі двох фотоелементів показана схема сонячної панелі з динамічними з’єднаннями фотоелементів і використанням збірок транзисторів та керуванням за допомогою контролера. Відмічено, що транзистори для динамічної комутації можуть бути використані як шунтувальні чи блокувальні діоди. Такий підхід дає змогу створювати універсальні та максимально інтегровані системи. Бібл. 14, рис. 9. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-09-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/361 10.36296/1819-8058.2022.3(70).62-67 Vidnovluvana energetika ; No. 3(70) (2022): Scientific and applied Journal renewable energy ; 62-67 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3(70) (2022): Scientific and applied Journal renewable energy ; 62-67 Відновлювана енергетика; № 3(70) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 62-67 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.3(70) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/361/279 Copyright (c) 2022 D. Bondarenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | MOSFET-transistor solar panel pv-element bypass diode blocking diode dynamic connection controller. Bondarenko, D. USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS |
| title | USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS |
| title_alt | ВИКОРИСТАННЯ MOSFET-ТРАНЗИСТОРІВ У СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЯХ |
| title_full | USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS |
| title_fullStr | USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS |
| title_full_unstemmed | USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS |
| title_short | USING MOSFET-TRANSISTORS IN SOLAR PANELS |
| title_sort | using mosfet-transistors in solar panels |
| topic | MOSFET-transistor solar panel pv-element bypass diode blocking diode dynamic connection controller. |
| topic_facet | MOSFET-transistor solar panel pv-element bypass diode blocking diode dynamic connection controller. MOSFET-транзистор сонячна панель фотоелемент шунтувальний діод блокувальний діод ди-намічне з’єднання контролер. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/361 |
| work_keys_str_mv | AT bondarenkod usingmosfettransistorsinsolarpanels AT bondarenkod vikoristannâmosfettranzistorívusonâčnihpanelâh |