ANALYSIS OF ENERGY INDICATORS OF SILICON AND CONCENTRATOR HETEROSTRUCTURE PHOTOELECTRIC MODULES IN CLIMATIC CONDITIONS OF THE MIDDLE ZONE OF UKRAINE
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.4.1.28Keywords:
photovoltaic panel; solar insolation; concentrated radiation; spatial orientation system; electricity generationAbstract
The implementation of distributed generation installations based on renewable energy sources in local power systems requires taking into account their local energy potential, especially for photovoltaic plants with their inherent variable generated power, depending on natural and meteorological conditions. This work determines and analyzes the energy indicators of solar photovoltaic installations with modules based on crystalline silicon and concentrator A3B5 converters for the climatic conditions of the middle band of Ukraine. Modeling of the annual specific energy production by photovoltaic installations was carried out based on the indicators of the Vinnytsia Hydrometeorological Center. The analysis showed that in this region of Ukraine, economically feasible energy generation by photovoltaic stations can be achieved, and the design scheme of the installation without concentration of solar radiation, but equipped with a system for tracking the position of the Sun, provides an increase in electricity generation compared to a system based on stationary modules. At the same time, the use of concentrator A3B5 modules in the considered climatic conditions turned out to be impractical, since this leads to a decrease in electricity generation by more than 7% even compared to a stationary photovoltaic installation based on silicon modules, which is explained by the exclusion of the scattered component of solar radiation from photovoltaic generation and energy losses in the optical concentrator. The annual distribution of average daily electricity generation by photovoltaic installations with and without solar radiation concentrators in the climatic conditions of Vinnytsia was experimentally investigated. The analysis of the obtained results showed that in the climatic conditions of the middle zone of Ukraine, photovoltaic installations with a capacity of up to a few kilowatts should be composed of stationary modules of non-concentrated radiation. At the same time, for installations of higher power and photovoltaic stations of the megawatt class, it is worth using schemes with tracking the position of the Sun without concentration of the light flux.
References
Про затвердження Державної стратегії регіонального розвитку на 2021–2027 роки. Постанова Кабінету Міністрів України від 5 серпня 2020 р. No.695 [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/695-2020%D0%BF#Text (дата звернення: 23.10.2025). Назва з екрану.
Duffie J.A., Beckman W.A. Solar Engineering of Thermal Processes. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2013. 910 p. DOI: 10.1002/9781118671603
Данко В.М., Смутко С.В., Поліщук О.С. Розробка конструкції трекерної системи для сонячних панелей. Вісник Хмельницького національного університету. № 1 (245). 2017. С. 232-235.
Дані щодо прямої та розсіяної сонячної радіації у м. Вінниця за 2018 р. Державна гідрометеорологічна служба (Вінниця), довідка № 01-45/488 від 05.01.19 р.
Гуральник І.І., Дубинський Г.П., Ларін В.В., Мамиконова С.В. Метеорологія. К.: Гідрометеоіздат, 1982. 440с.
Звіт про науково-технічну роботу «Сонячні фотоелектричні енергоустановки з концентраторами випромінювання» інв. № М/174-2004 Херсонський державний технічний університет. 2004. С. 36.
Рєзцов В.Ф., Матях С.В., Кудреватих О.О. Інтерактивна карта потенціалу сонячної енергії України. Відновлювана енергетика. № 4. 2018. С. 34–42.
Гаєвський О.Ю, Іванчук В.Ю., Корнієнко І.О. Система вимірювання параметрів фотоелектричних модулів в реальних умовах експлуатації. Відновлювана енергетика. № 2. 2019. С. 32–39. DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).32-39







