Апроксимація вольтамперної характеристики вентильної сонячної батареї

The current-voltage characteristic is the main functional characteristic of the solar battery. It allows you to determine the optimal, in terms of transferring maximum power to the load, the mode of operation of the solar battery. Theoretically, the current-voltage characteristic of a valve photocell is described by a system of non-linear differential equations of the 5th order with the corresponding boundary conditions. The system of equations is the balance of electrons and holes inside the valve photocell. The distribution of the electric field strength is described by the Poisson equation. An analytical solution of this system is possible in two cases – for the “thin” p-n junction and for the p-n junction, inside which the processes of generation and recombination of charge carriers can be neglected. The analytical solution in this case is the Ebers-Mall equation, which interconnects the current, voltage in the load and the parameters of the photocell – photoemf, photocurrent, saturation current, thermal potential. In the general case, the system of equations is solved by numerical methods. In the literature, numerical results are represented by the Ebers-Mall equation, in which the coefficient a = 1 - 5 is introduced. An experimental-calculation method for determining the parameters of the photocell and coefficient a is proposed. Some parameters of the photocell can be measured in the process of taking the current-voltage characteristic – photoemf in idle mode and photocurrent in short circuit mode. The least squares method was used to determine the parameter a and the saturation current from the experimental data. The proposed method for approximating the current-voltage characteristic is applied to several silicon polycrystalline solar batteries.Вольтамперная характеристика является основной функциональной характеристикой солнечной батареи. Она позволяет определить оптимальный, с точки зрения передачи максимальной мощности в нагрузку, режим работы солнечной батареи. Теоретически вольтамперная характеристика вентильного фотоэлемента описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений 5-го порядка с соответствующими граничными условиями. Система уравнений представляет собой баланс электронов и дырок внутри вентильного фотоэлемента. Распределение напряженности электрического поля описывается уравнением Пуассона. Аналитическое решение данной системы возможно в двух случаях – для “тонкого” p-n перехода и для p-n перехода, внутри которого можно пренебречь процессами генерации и рекомбинации носителей заряда. Аналитическое решение в данном случае представляет собой уравнение Эберса-Молла, которое связывает между собой ток, напряжение в нагрузке и параметры фотоэлемента – фотоэдс, фототок, ток насыщения, тепловой потенциал. В общем случае система уравнений решается численными методами. В литературе численные результаты представляют уравнением Эберса-Молла, в которое введен коэффициент a = 1 – 5. В работе предложен экспериментально-расчетный метод определения параметров фотоэлемента и коэффициента a. Некоторые параметры фотоэлемента можно измерить в процессе снятия вольтамперной характеристики – фотоэдс в режиме холостого хода и фототок в режиме короткого замыкания. Для определения параметра a и тока насыщения по экспериментальным данным использован метод наименьших квадратов. Предложенный метод аппроксимации вольтамперной характеристики применен к нескольким кремниевым поликристаллическим солнечным батареям.Вольтамперна характеристика є основною функціональною характеристикою сонячної батареї. Вона дозволяє визначити оптимальний, з точки зору передачі максимальної потужності в навантаження, режим роботи сонячної батареї. Теоретично вольтамперна характеристика вентильного фотоелемента описується системою нелінійних диференціальних рівнянь 5-го порядку з відповідними граничними умовами. Система рівнянь являє собою баланс електронів і дірок всередині вентильного фотоелемента. Розподіл напруженості електричного поля описується рівнянням Пуассона. Аналітичне рішення даної системи можливо в двох випадках – для "тонкого" p-n переходу і для p-n переходу, всередині якого можна знехтувати процесами генерації і рекомбінації носіїв заряду. Аналітичне рішення в даному випадку є рівняння Еберса-Молла, яке пов'язує між собою струм, напругу в навантаженні і параметри фотоелемента – фотоерс, фотострум, струм насичення, тепловий потенціал. У загальному випадку система рівнянь вирішується чисельними методами. У літературі чисельні результати представлено рівнянням Еберса-Молла, в яке введено коефіцієнт a = 1 - 5. В роботі запропоновано експериментально-розрахунковий метод визначення параметрів фотоелемента і коефіцієнта a. Деякі параметри фотоелемента можливо виміряти в процесі зняття вольтамперної характеристики – фотоерс в режимі холостого ходу і фотострум в режимі короткого замикання. Для визначення параметра a і струму насичення за експериментальними даними використано метод найменших квадратів. Запропонований метод апроксимації вольтамперної характеристики застосовано до кількох кремнієвих полікристалічних сонячних батарей

Laser Opto-Electronic Oscillator and the Modulation of a Laser Emission

The autonomous optoelectronic generator (OEO) is considered in the chapter as a source of low-noise oscillations. Differential equations are considered and methods with OEO modulation with direct and external modulation are analyzed. The complexity of both approaches is related to the non-standard way of description of the nonlinear method modulation for the internal (direct) structure and the utilization of the specific Mach-Zehnder modulator for the first stage on external modulation. The purpose of the presentation is to consider the main features of OEO as a low-noise generator. This includes consideration based on the study of differential equations, the study of transients in OEO, and the calculation of phase noise. It is shown that different types of fibers with low losses at small bending radii can be used as a FOLD in OEO. The important role of the choice of a coherent laser for OEO with a small spectral line width is shown. The prospects of using structured fibers with low losses at bends of less than 10 mm in OEO are described. The results of modeling dynamic processes in OEO with direct modulation are presented

Генератор імпульсних напруг для повірки високовольтних дільників напруги

The voltage pulse generator for testing high-voltage dividers has been created and experimentally investigated. The generator uses a high-voltage high-speed MOSFET – transistor as a key element. To eliminate the Miller effect, the load is included in the source of the MOSFET – transistor. The load is matched with the generator output. The generator is connected to the test object using a 0.5 meter shielded twisted pair cable. The influence of the load capacitance and shielded twisted pair is compensated by the RL – circuit connected to the generator output. Such switching on the load made it possible to obtain the rise time of the voltage pulse equal to the switching time of the MOSFET – transistor. The generator has the following amplitude-time characteristics: the shape of the pulse is rectangular, the amplitude of the voltage pulse is 350 V, voltage pulse front duration is not more than 25 ns, surge at the front of a voltage pulse does not exceed 3 %, and voltage drop is not more than 40 ns. The duration of the voltage pulse is continuously adjustable from 2 μs to 65 μs. The pulse voltage generator was used during metrological verification at low voltage of the device for measuring high voltage pulses UIVN-ODN-1,2 (Artyomovsk) in 2016. Experimental investigations have shown good agreement between the metrological characteristics of UIVN-ODN-1.2 at low and high voltage. Therefore, with the help of a generator, it is possible to verify high voltage dividers with a division ratio of up to 50,000 at low voltage. The generator is simple to manufacture and does not require complex settings.Создан и экспериментально исследован генератор импульсов напряжения для поверки высоковольтных делителей напряжения. В генераторе в качестве ключевого элемента использован высоковольтный быстродействующий MOSFET – транзистор. Для устранения эффекта Миллера нагрузка генератора включена в исток MOSFET – транзистора. Нагрузка согласована с выходом генератора. Генератор подключается к объекту испытаний с помощью экранированной витой пары длинной 0,5 метра. Влияние емкости нагрузки и экранированной витой пары компенсируется RL – цепью, включенной на выходе генератора. Такое включение нагрузки позволило получить время нарастания импульса напряжения равным времени коммутации MOSFET – транзистора. Генератор имеет следующие амплитудно-временные характеристики: форма импульса напряжения – прямоугольная, амплитуда импульса напряжения – 350 В, длительность фронта импульса напряжения не более 25 нс, выброс на фронте импульса напряжения не превышает 3 %, длительность спада импульса напряжения не более 40 нс. Длительность импульса напряжения плавно регулируется от 2 мкс до 65 мкс. Генератор импульсных напряжений использован при метрологической поверке на низком напряжении устройства для измерения импульсов высокого напряжения УИВН-ОДН-1,2 (г. Артемовск) в 2016г. Экспериментальные исследования показали хорошее совпадение метрологических характеристик УИВН-ОДН-1,2 на низком и на высоком напряжении. Следовательно, с помощью генератора можно поверять на низком напряжении высоковольтные делители напряжения с коэффициентом деления до 50000. Генератор прост в изготовлении и не требует сложной настройки.Створено й експериментально досліджено генератор імпульсів напруги для повірки високовольтних дільників напруги. У генераторі як ключовий елемент використано високовольтний швидкодіючий MOSFET – транзистор. Для усунення ефекту Міллера навантаження включено в витік MOSFET – транзистора. Навантаження узгоджено з виходом генератора. Генератор підключається до об'єкта випробувань за допомогою екранованої кручений пари довжиною 0,5 метра. Вплив ємності навантаження та екранованої крученої пари компенсується RL – ланцюгом, включеним на виході генератора. Таке включення навантаження дозволило отримати час наростання імпульсу напруги рівним часу комутації MOSFET – транзистора. Генератор має наступні амплітудно-тимчасові характеристики: форма імпульсу напруги – прямокутна, амплітуда імпульсу напруги – 350 В, тривалість фронту імпульсу напруги не більше 25 нс, викид на фронті імпульсу напруги не перевищує 3%, тривалість спаду імпульсу напруги не більше 40 нс. Тривалість імпульсу напруги плавно регулюється від 2 мкс до 65 мкс. Генератор імпульсних напруг використано при метрологічної повірці на низькій напрузі пристрою для вимірювання імпульсів високої напруги УІВН-ОДН-1,2 (м Артемівськ) в 2016р. Експериментальні дослідження показали хороший збіг метрологічних характеристик УІВН-ОДН-1,2 на низької і на високій напрузі. Таким чином, за допомогою генератора можна повіряти на низької напрузі високовольтні дільники напруги з коефіцієнтом ділення до 50000. Генератор простий у виготовленні і не вимагає складного налагоджування

Opto-Electronic Oscillator with Mach-Zender Modulator

The non-standard opto-electronic oscillator (OEO) operation is discussed in the generation mode of a single-side optical harmonic on the base of external and internal modulation of the laser signal. The OEO mathematical model is formed basing on laser differential equations for the closed radiofrequency network. With the help of the model offered, the phase noise of OEO radiofrequency oscillations is analyzed. It is shown that phase noise reduction in the circuit with external modulation depends not only on the increased laser power and growth of the geometric length of the optical fiber, but on reduction of the laser phase noise

The increase in geopolitical competition as a challenge (threat) to Russia's national security

This article attempts to make a comprehensive analysis of the impact of "geopolitical competition" policy on the state and future development of national security of the Russian Federation. We believe that geopolitical competition is caused not only by the need to protect national interests, but also acts as the condition that generates threats (challenges) to national security. The article deals with external factors, such as the transformation of geopolitical competition, changes in the post-Soviet space, and the development of the Arctic, as well as two internal factors, which concern the attainment of national identity and the militarization of public life, because we believe that these factors have the most negative impact on the state of national security in the Russian Federation. Geopolitical competition is currently increasing because of the aggravation of relations between states because of the distribution of spheres of influence.peer-reviewe

Complex Multilocus Effects of Catechol-O-Methyltransferase Haplotypes Predict Pain and Pain Interference 6 Weeks After Motor Vehicle Collision

Catechol-O-methyltransferase, encoded by COMT gene, is the primary enzyme that metabolizes catecholamines. COMT haplotypes have been associated with vulnerability to persistent non-traumatic pain. In this prospective observational study, we investigated the influence of COMT on persistent pain and pain interference with life functions after motor vehicle collision (MVC) in 859 European American adults for whom overall pain (0–10 numeric rating scale) and pain interference (Brief Pain Inventory) were assessed at week 6 after MVC. Ten single nucleotide polymorphisms (SNPs) spanning the COMT gene were successfully genotyped, nine were present in three haploblocks: block 1 (rs2020917, rs737865, rs1544325), block 2 (rs4633, rs4818, rs4680, rs165774) and block 3 (rs174697, rs165599). After adjustment for multiple comparisons, haplotype TCG from block 1 predicted decreased pain interference (p =.004). The pain-protective effect of the low pain sensitivity (LPS, CGGG) haplotype from block 2 was only observed if at least one TCG haplotype was present in block 1 (haplotype × haplotype interaction p=.002 and <.0001 for pain and pain interference, respectively). Haplotype AG from block 3 was associated with pain and interference in males only (sex × haplotype interaction p=.005 and .0005, respectively). These results suggest that genetic variants in the distal promoter are important contributors to the development of persistent pain after MVC, directly and via the interaction with haplotypes in the coding region of the gene

Поліпшення масогабаритних показників контактних конденсаторів газопаротурбінних установок для об’єктів морської інфраструктури

Борцов, О. С. Поліпшення масогабаритних показників контактних конденсаторів газопаротурбінних установок для об’єктів морської інфраструктури = Improving weight and overall dimensions of contact condenser of gas steam power plants for marine infrastructure facilities / О. С. Борцов, А. П. Шевцов // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2016. – № 3 (465). – С. 37–42.Розглянуто поліпшення контактних конденсаторів газопаротурбінних установок за рахунок збільшення швидкості газопарової суміші.The aim of the article is to decrease the weight and size of the contact condensers of gas-steam turbine plants. The increase of the gas-vapor flow speed is a way to achieve the aim. The results of the research are: heat, gas-dynamic, mass and overall indexes of the contact condenser for the gas-vapor flow speed from 3 to 6 m/s. At the conclusion of research are determined the values of efficiency and specific power of gas-steam turbine plants with contact condensers which have less weight and size.Рассмотрено совершенствование контактных конденсаторов газопаротурбинных установок за счет увеличения скорости газопаровой смеси

Improving the contact gas of steam-turbine installations of objects of marine infrastructure

Борцов, О. С. Вдосконалення контактних газопаротурбінних установок об’єктів морської інфраструктури = Improving the contact gas of steam-turbine installations of objects of marine infrastructure / О. С. Борцов, А. П. Шевцов // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2019. – № 1 (11). – С. 66–73.Анотація. У статті досліджено напрями поліпшення техніко-економічних, масогабаритних та екологічних показників за тепловими викидами контактних газопаротурбінних установок під час виробництва механічної, теплової та електричної енергії на об’єктах морської інфраструктури. Визначення техніко-економічних характеристик контактних газопаротурбінних установок виконано для установок потужністю від 4 до 40 МВт. Масогабаритні показники в контактних газопаротурбінних установок показано з урахуванням схемних рішень систем охолодження та теплових викидів у повітря та море. Надходження води в контактний конденсатор як елемент енергетичної установки об’єкта морської інфраструктури за температур охолоджуючої морської води досягається завдяки інтенсифікації тепломасообмінних процесів зі збільшенням швидкості газопарової суміші. Обґрунтування використання запропонованого рішення виконано методами математичного моделювання та аналізу теплотехнічних процесів за сукупної дії контактного конденсатора та охолоджувача.Abstract. In the article, the directions of improvement of technical-economic, weight-size and ecological indicators of heat releases of gas-steam turbine contact installations in the production of mechanical, thermal and electric energy at the facilities of the marine infrastructure are investigated. Determination of technical and economic characteristics of contact gas steam turbine installations is made for installations with capacity from 4 to 40 MW. The weight and dimensions in the contact gas-steam-turbine installations are made with regard to the circuit design of the cooling systems and heat releases into the surrounding air and the sea. The product of water in a direct-contact condenser, as an element of the power plant of a marine infrastructure facility, at cooling temperatures of sea water is achieved due to the intensification of heat and mass transfer processes with an increase in the gas-vapor mixture rate. The substantiation of the use of the proposed solution was made by the methods of mathematical modeling and analysis of thermal processes with the cumulative action of a direct-contact condenser and cooler. It has been proved that when using condenser cooling water with a temperature of 10–25 0C in contact gas-steam-turbine installations, it results in a positive water production at constant rates of steam and gas stream up to 4.5 m/s. Under these conditions, there is a decrease in the flue gas temperature and an increase in the pressure drop of the exhaust gas-vapor mixture, which does not significantly affect the change in power of the power plant. The results of reducing the weight and size indicators of the elements of power plants were obtained for water-cooled cooling systems of steam and gas stream and features of their use during the year in the northern regions of the Black Sea, taking into account the temperature distribution of sea water depending on the depth

Genetic variant rs3750625 in the 3′UTR of ADRA2A affects stress-dependent acute pain severity after trauma and alters a microRNA-34a regulatory site

α2A adrenergic receptor (α2A-AR) activation has been shown in animal models to play an important role in regulating the balance of acute pain inhibition vs. facilitation after both physical and psychological stress. To our knowledge the influence of genetic variants in the gene encoding α2A-AR, ADRA2A, on acute pain outcomes in humans experiencing traumatic stress has not been assessed. In this study, we tested whether a genetic variant in the 3′UTR of ADRA2A, rs3750625, is associated with acute musculoskeletal pain (MSP) severity following motor vehicle collision (MVC, n = 948) and sexual assault (n = 84), and whether this influence was affected by stress severity. We evaluated rs3750625 because it is located in the seed binding region of miR-34a, a microRNA (miRNA) known to regulate pain and stress responses. In both cohorts, the minor allele at rs3750625 was associated with increased MSP in distressed individuals (stress*rs3750625 p = 0.043 for MVC cohort and p = 0.007 for sexual assault cohort). We further found that (1) miR-34a binds the 3′UTR of ADRA2A, (2) the amount of repression is greater when the minor (risk) allele is present, (3) miR-34a in the IMR-32 adrenergic neuroblastoma cell line affects ADRA2A expression, (4) miR-34a and ADRA2A are expressed in tissues known to play a role in pain and stress, (5) following forced swim stress exposure, rat peripheral nerve tissue expression changes are consistent with miR-34a regulation of ADRA2A. Together these results suggest that ADRA2A rs3750625 contributes to post-stress MSP severity by modulating miR-34a regulation

Chronic widespread pain after motor vehicle collision typically occurs through immediate development and nonrecovery: results of an emergency department-based cohort study

Motor vehicle collision (MVC) can trigger chronic widespread pain (CWP) development in vulnerable individuals. Whether such CWP typically develops via the evolution of pain from regional to widespread or via the early development of widespread pain with non-recovery is currently unknown. We evaluated the trajectory of CWP development (American College of Rheumatology criteria) among 948 European-American individuals who presented to the emergency department (ED) for care in the early aftermath of MVC. Pain extent was assessed in the ED and 6 weeks, 6 months, and 1 year after MVC on 100%, 91%, 89%, and 91% of participants, respectively. Individuals who reported prior CWP at the time of ED evaluation (n = 53) were excluded. Trajectory modeling identified a two-group solution as optimal, with the Bayes Factor value (138) indicating strong model selection. Linear solution plots supported a non-recovery model. While the number of body regions with pain in the non-CWP group steadily declined, the number of body regions with pain in the CWP trajectory group (192/895, 22%) remained relatively constant over time. These data support the hypothesis that individuals who develop CWP after MVC develop widespread pain in the early aftermath of MVC which does not remit