RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR

RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR

The article is dedicated to the analysis of electrical models intended for the development, design, and research of systems for converting solar radiation energy into electrical and thermal energy. The paper presents electrical models of the process of converting solar radiation into electrical ener...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2025
Hauptverfasser: Bondarenko , D., Matyakh , S.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025
Schlagworte:
electrical model
hybrid collector
electrical energy
thermal energy
stability
simulation.
Online Zugang:https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/531
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Vidnovluvana energetika

Institution

Vidnovluvana energetika
id veorgua-article-531
record_format ojs
institution Vidnovluvana energetika
baseUrl_str
datestamp_date 2025-07-01T18:52:23Z
collection OJS
language Ukrainian
topic electrical model
hybrid collector
electrical energy
thermal energy
stability
simulation.
spellingShingle electrical model
hybrid collector
electrical energy
thermal energy
stability
simulation.
Bondarenko , D.
Matyakh , S.
RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR
topic_facet electrical model
hybrid collector
electrical energy
thermal energy
stability
simulation.
електрична модель
гібридний колектор
електрична енергія
теплова енергія
стійкість
моделювання.
format Article
author Bondarenko , D.
Matyakh , S.
author_facet Bondarenko , D.
Matyakh , S.
author_sort Bondarenko , D.
title RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR
title_short RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR
title_full RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR
title_fullStr RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR
title_full_unstemmed RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR
title_sort research on the stability and simulation of the electrical and thermal parts of a hybrid photovoltaic thermal collector
title_alt ДОСЛІДЖЕННЯ НА СТІЙКІСТЬ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ І ТЕПЛОВОЇ ЧАСТИН ГІБРИДНОГО ФОТОЕЛЕКТРИЧНОГО ТЕПЛОВОГО КОЛЕКТОРА
description The article is dedicated to the analysis of electrical models intended for the development, design, and research of systems for converting solar radiation energy into electrical and thermal energy. The paper presents electrical models of the process of converting solar radiation into electrical energy and the process of converting solar radiation into thermal energy. These models utilize a current source and a voltage source, which specifically model the processes of converting one form of energy into another. A stability analysis was conducted, determining the equilibrium point and asymptotic stability. The characteristic equation, from which the stability conditions are evident, is shown. Emphasis is placed on the methods of conducting simulations, and ways to implement such simulations using software tools are provided. A simulation was carried out, demonstrating that the process of photon absorption and the formation of charge carriers and phonons, despite the transient process, tends towards an equilibrium value. Dependencies of the output voltage and output current on the load at the output were obtained. It is shown that the voltage across the load, as its resistance changes to the maximum value, tends towards the voltage value of the voltage source, which models the open-circuit voltage of a photovoltaic cell or models the maximum temperature difference of a solar collector. It is also shown that the output current, at the minimum load resistance, has the initial value of the current source, which is the short-circuit current, and tends towards zero as the load resistance increases. This behavior corresponds to the current-voltage characteristic of a photovoltaic cell and the thermal processes in a solar collector.
publisher Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2025
url https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/531
work_keys_str_mv AT bondarenkod researchonthestabilityandsimulationoftheelectricalandthermalpartsofahybridphotovoltaicthermalcollector
AT matyakhs researchonthestabilityandsimulationoftheelectricalandthermalpartsofahybridphotovoltaicthermalcollector
AT bondarenkod doslídžennânastíjkístʹtamodelûvannâelektričnoííteplovoíčastingíbridnogofotoelektričnogoteplovogokolektora
AT matyakhs doslídžennânastíjkístʹtamodelûvannâelektričnoííteplovoíčastingíbridnogofotoelektričnogoteplovogokolektora
first_indexed 2025-07-17T11:40:02Z
last_indexed 2025-07-17T11:40:02Z
_version_ 1837894103214325760
spelling veorgua-article-5312025-07-01T18:52:23Z RESEARCH ON THE STABILITY AND SIMULATION OF THE ELECTRICAL AND THERMAL PARTS OF A HYBRID PHOTOVOLTAIC THERMAL COLLECTOR ДОСЛІДЖЕННЯ НА СТІЙКІСТЬ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ І ТЕПЛОВОЇ ЧАСТИН ГІБРИДНОГО ФОТОЕЛЕКТРИЧНОГО ТЕПЛОВОГО КОЛЕКТОРА Bondarenko , D. Matyakh , S. electrical model, hybrid collector, electrical energy, thermal energy, stability, simulation. електрична модель, гібридний колектор, електрична енергія, теплова енергія, стійкість, моделювання. The article is dedicated to the analysis of electrical models intended for the development, design, and research of systems for converting solar radiation energy into electrical and thermal energy. The paper presents electrical models of the process of converting solar radiation into electrical energy and the process of converting solar radiation into thermal energy. These models utilize a current source and a voltage source, which specifically model the processes of converting one form of energy into another. A stability analysis was conducted, determining the equilibrium point and asymptotic stability. The characteristic equation, from which the stability conditions are evident, is shown. Emphasis is placed on the methods of conducting simulations, and ways to implement such simulations using software tools are provided. A simulation was carried out, demonstrating that the process of photon absorption and the formation of charge carriers and phonons, despite the transient process, tends towards an equilibrium value. Dependencies of the output voltage and output current on the load at the output were obtained. It is shown that the voltage across the load, as its resistance changes to the maximum value, tends towards the voltage value of the voltage source, which models the open-circuit voltage of a photovoltaic cell or models the maximum temperature difference of a solar collector. It is also shown that the output current, at the minimum load resistance, has the initial value of the current source, which is the short-circuit current, and tends towards zero as the load resistance increases. This behavior corresponds to the current-voltage characteristic of a photovoltaic cell and the thermal processes in a solar collector. Стаття присвячена аналізу електричних моделей, які призначені для розробки, проєктування та дослідження систем перетворення енергії сонячного випромінювання на електричну та теплову енергії. У роботі були показані електричні моделі процесу перетворення сонячного випромінювання на електричну енергію та процесу перетворення сонячного випромінювання на теплову енергію. У цих моделях були використані джерело струму та джерело напруги, які саме й моделюють процеси перетворення одного виду енергії на інший. Було проведено дослідження на стійкість з визначенням точки рівноваги та асимптотичної стійкості. Показано характеристичне рівняння, з якого видно умови стійкості. Акцентовано на способах проведення моделювання, наведені шляхи реалізації такого моделювання програмними засобами. Проведено моделювання, з якого видно, що процес поглинання фотонів і утворення носіїв заряду та фононів, незважаючи на перехідний процес, прямує до значення рівноваги. Були отримані залежності вихідної напруги та вихідного струму від навантаження на виході. Видно, що напруга на навантаженні, при зміні його опору до максимального значення, прямує до значення напруги джерела напруги, яке моделює напругу холостого ходу фотоелемента або моделює максимальну різницю температур геліоколектора. Також видно, що вихідний струм, за мінімального значення опору навантаження, має початкове значення струму джерела струму, яким є струм короткого замикання, і в разі збільшення опору навантаження прямує до нуля. Така поведінка відповідає вольт-амперній характеристиці фотоелемента й тепловим процесам у геліоколекторі. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-06-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/531 10.36296/1819-8058.2025.2(81).106-113 Возобновляемая энергетика; № 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 106-113 Відновлювана енергетика; № 2(81) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 106-113 Vidnovluvana energetika ; No. 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 106-113 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.2(81) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/531/439 Copyright (c) 2025 Vidnovluvana energetika

Ähnliche Einträge