Ushbu maqola quyosh nurlanishining Yer atmosferasidan o‘tish yo‘li va uning fotoelektrik tizimlar samaradorligiga ta’sirini o‘rganishga bag‘ishlangan. Tadqiqotda “Havo massasi” (Air Mass – AM) tushunchasi chuqur tahlil qilinib, AM0 (kosmik sharoit), AM1.5D (to‘g‘ridan-to‘g‘ri nurlanish) va AM1.5G (global nurlanish) kabi xalqaro standart spektrlarining fizik asoslari va amaliy ahamiyati yoritilgan. Shuningdek, atmosferaning quyosh spektriga ta’siri – intensivlikning pasayishi va spektral tarkibning o‘zgarishi – turli geografik sharoitlarda fotoelektrik qurilmalarning ishlashiga qanday ta’sir qilishi o‘rganilgan. Maqolada standart spektrlar (ASTM G173-03 va boshqalar) asosida fotoelektrik panellarning quvvat chiqishi va energiya samaradorligini baholashning nazariy va eksperimental usullari taqdim etilgan. Xususan, reflektorli tizimlarda to‘g‘ridan-to‘g‘ri va sochilgan nurlanish komponentlarining ahamiyati alohida ta’kidlangan. Tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatadiki, fotoelektrik tizimlarni loyihalash, sinovdan o‘tkazish va samaradorligini prognozlashda geografik joylashuv va atmosfera sharoitlariga mos AM standartini tanlash hal qiluvchi ahamiyatga ega. Maqola fotoelektrik tizimlarni modellashtirish va ularning haqiqiy ishlashini bashorat
qilishda AM standartlaridan foydalanishning metodologik asoslarini taklif etadi. Tadqiqotda, shuningdek, havo tarkibiy qismlari (suv bug‘i, CO₂, ozon)ning quyosh spektrining ma’lum so‘rilish chiziqlarida yutilishiga bog‘liq spektral o‘zgarishlar fotoelektrik modullarning spektral sezgirligi bilan solishtirilgan. Bu esa turli xil yarimo‘tkazgich materiallar asosidagi (masalan, kristalli kremniy, yupqa qatlamli texnologiyalar) fotoelektrik konvertorlarning atmosfera sharoitlarida har xil
ishlashini tushunish imkonini beradi. Quyosh nurlanishining balandlik bilan ortishi va buni hisobga oluvchi empirik model O‘zbekistonning baland tog‘li hududlari
(masalan, Alpomish, Adelung) kabi mintaqalarda fotoelektrik stansiyalarning energiya ishlab chiqarish salohiyatini aniqroq baholash uchun qo‘llanadi.
Ushbu maqola quyosh nurlanishining Yer atmosferasidan o‘tish yo‘li va uning fotoelektrik tizimlar samaradorligiga ta’sirini o‘rganishga bag‘ishlangan. Tadqiqotda “Havo massasi” (Air Mass – AM) tushunchasi chuqur tahlil qilinib, AM0 (kosmik sharoit), AM1.5D (to‘g‘ridan-to‘g‘ri nurlanish) va AM1.5G (global nurlanish) kabi xalqaro standart spektrlarining fizik asoslari va amaliy ahamiyati yoritilgan. Shuningdek, atmosferaning quyosh spektriga ta’siri – intensivlikning pasayishi va spektral tarkibning o‘zgarishi – turli geografik sharoitlarda fotoelektrik qurilmalarning ishlashiga qanday ta’sir qilishi o‘rganilgan. Maqolada standart spektrlar (ASTM G173-03 va boshqalar) asosida fotoelektrik panellarning quvvat chiqishi va energiya samaradorligini baholashning nazariy va eksperimental usullari taqdim etilgan. Xususan, reflektorli tizimlarda to‘g‘ridan-to‘g‘ri va sochilgan nurlanish komponentlarining ahamiyati alohida ta’kidlangan. Tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatadiki, fotoelektrik tizimlarni loyihalash, sinovdan o‘tkazish va samaradorligini prognozlashda geografik joylashuv va atmosfera sharoitlariga mos AM standartini tanlash hal qiluvchi ahamiyatga ega. Maqola fotoelektrik tizimlarni modellashtirish va ularning haqiqiy ishlashini bashorat
qilishda AM standartlaridan foydalanishning metodologik asoslarini taklif etadi. Tadqiqotda, shuningdek, havo tarkibiy qismlari (suv bug‘i, CO₂, ozon)ning quyosh spektrining ma’lum so‘rilish chiziqlarida yutilishiga bog‘liq spektral o‘zgarishlar fotoelektrik modullarning spektral sezgirligi bilan solishtirilgan. Bu esa turli xil yarimo‘tkazgich materiallar asosidagi (masalan, kristalli kremniy, yupqa qatlamli texnologiyalar) fotoelektrik konvertorlarning atmosfera sharoitlarida har xil
ishlashini tushunish imkonini beradi. Quyosh nurlanishining balandlik bilan ortishi va buni hisobga oluvchi empirik model O‘zbekistonning baland tog‘li hududlari
(masalan, Alpomish, Adelung) kabi mintaqalarda fotoelektrik stansiyalarning energiya ishlab chiqarish salohiyatini aniqroq baholash uchun qo‘llanadi.
Настоящая статья посвящена изучению пути солнечного излучения через атмосферу Земли и его влияния на эффективность фотоэлектрических систем. В исследовании подробно анализируется понятие «воздушная масса» (Air Mass – AM), а также рассматриваются физические основы и практическая значимость международных стандартных спектров, таких как AM0 (космические условия), AM1.5D (прямое излучение) и AM1.5G (глобальное излучение). Изучено влияние атмосферы на солнечный спектр – снижение интенсивности и изменения спектрального состава – и то, как эти факторы воздействуют на работу фотоэлектрических устройств в различных географических условиях. В статье представлены теоретические и экспериментальные методы оценки выходной мощности и энергетической эффективности фотоэлектрических панелей на основе стандартных спектров (ASTM G173-03 и др.). Особое внимание уделено роли прямой и рассеянной составляющих излучения в системах с концентраторами. Результаты исследования показывают, что выбор AM-стандарта, соответствующего географическому расположению и атмосферным параметрам, имеет критическое значение при проектировании, испытании и прогнозировании эффективности фотоэлектрических систем. Работа предлагает методологические основы применения AM-стандартов в моделировании фотоэлектрических систем и прогнозировании их реальной работы. Кроме того, исследуется связь между спектральными изменениями, обусловленными поглощением в определённых линиях солнечного спектра компонентами атмосферы (водяной пар, CO₂, озон), и спектральной чувствительностью фотоэлектрических модулей. Это позволяет понять различия в работе фотоэлектрических преобразователей на основе различных полупроводниковых материалов (например, монокристаллического кремния и тонкоплёночных технологий) в реальных атмосферных условиях. Отдельно рассматривается зависимость солнечного излучения от высоты и эмпирическая модель, учитывающая данный фактор. Модель применяется для более точной оценки энергетического потенциала фотоэлектрических станций в высокогорных районах Узбекистана (например, пики Алпамыш и Аделунг).
This article investigates the propagation path of solar radiation through the Earth’s atmosphere and its impact on the performance of photovoltaic (PV)
systems. The study provides an in-depth analysis of the concept of “Air Mass” (AM) and examines the physical foundations and practical significance of international standard spectra, such as AM0 (extraterrestrial conditions), AM1.5D (direct radiation), and AM1.5G (global radiation). The influence of the atmosphere on the solar spectrum — namely, the reduction of intensity and changes in spectral composition — and its effect on the operation of PV devices under various geographical conditions are explored. The article presents theoretical and experimental methods for evaluating the power output and energy effciency of PV panels based on standard spectra (ASTM G173-03 and others). Special attention is given to the roles of direct and diffuse radiation components in concentrator systems. The results show that selecting an AM standard appropriate to a region’s geographic location and atmospheric characteristics is critical for the design, testing, and performance forecasting of photovoltaic systems. The study proposes methodological foundations for using AM standards in PV system modeling and predicting real-world performance. Moreover, the research examines the relationship between spectral variations caused by absorption in specifc solar spectrum bands by atmospheric constituents (water vapor, CO₂, ozone) and the spectral sensitivity of photovoltaic
modules. This enables a deeper understanding of operational differences among photovoltaic converters based on various semiconductor materials (e.g., crystalline silicon, thin-film technologies) under real atmospheric conditions. The article also considers the altitude-dependent increase in solar irradiance and presents an empirical model that accounts for this factor. The model is applied to more accurately assess the energy production potential of photovoltaic power plants in the high-mountain regions of Uzbekistan (e.g., the Alpomish and Adelung peaks).
| № | Муаллифнинг исми | Лавозими | Ташкилот номи |
|---|---|---|---|
| 1 | Axtamov T.Z. | kichik ilmiy xodim | O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi, S.A. Azimov nomidagi Fizika-texnika instituti |
| 2 | Bobomuratov S.A. | stajyor-tadqiqotchi | O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi, S.A. Azimov nomidagi Fizika-texnika instituti |
| № | Ҳавола номи |
|---|---|
| 1 | ASTM. (2003). G173–03 Standard Tables for Reference Solar Spectral Irradiances: Direct Normal and Hemispherical on 37° Tilted Surface. |
| 2 | Bird, R. E., Hulstrom, R. L., & Lewis, L. J. (1983). Terrestrial solar spectral data sets. Solar Energy, 30, 563. |
| 3 | Collins, D. G., Blattner, W. G., Wells, M. B., & Horak, H. G. (1972). Backward Monte Carlo calculations of polarization characteristics of the radiation emerging from spherical shell atmospheres. Applied Optics, 11, 2684–2696. |
| 4 | Gueymard, C. A. (1995). SMARTS: A simple model of the atmospheric radiative transfer of sunshine: Algorithms and performance assessment. Florida Solar Energy Center, FSEC–PF–270–95. |
| 5 | Gueymard, C. A. (2001). Parameterized transmittance model for direct beam and circumsolar spectral irradiance. Solar Energy, 71(5), 325–346. |
| 6 | Gueymard, C. A. (2004). The sun’s total and spectral irradiance for solar energy applications and solar radiation models. Solar Energy, 76(4), 423–453. |
| 7 | Gueymard, C., Myers, D., & Emery, K. (2002). Proposed reference irradiance spectra for solar energy systems testing. Solar Energy, 73(6), 443–467. |
| 8 | Jacot, J., & Randall, J. (1990). Is AM1.5 applicable in practice? Modelling eight photovoltaic materials with respect to light intensity and two spectra. Renewable Energy, 28(12). https://doi. org/10.1016/S0960-1481(03)00068-5 |
| 9 | Kasten, F., & Young, A. T. (1989). Revised optical air mass tables and approximate formulas. Applied Optics, 28, 4735–4738. |
| 10 | Kurtz, S. R., Myers, D., Townsend, T., Whitaker, C., Maish, A., Hulstrom, R., & Emery, K. (2000). Outdoor rating conditions for photovoltaic modules and systems. Solar Energy Materials, 62(4), 379–391. |
| 11 | Laue, E. G. (1970). Measurement of solar spectral irradiance at various altitudes. Solar Energy, 13, 43–57. |
| 12 | Meinel, A. B., & Meinel, M. P. (1976). Applied Solar Energy. Addison–Wesley. |
| 13 | Myers, D. R., Kurtz, S. R., Whitaker, C., & Townsend, T. (2000). Preliminary investigations of outdoor meteorological broadband and spectral conditions for evaluating photovoltaic modules and systems. NCPV Program Review Meeting, Denver. NREL BK-520-28064. |
| 14 | Myers, D. R., Kurtz, S. R., Emery, K., Whitaker, C., & Townsend, T. (2000). Outdoor meteorological broadband and spectral conditions for evaluating photovoltaic modules. NREL Report CP-560-28187. |
| 15 | Myers, D. R., Kurtz, S. R., Emery, K., Whitaker, C., & Townsend, T. (2000). Meteorological broadband and spectral conditions for evaluating photovoltaic modules. In 28th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (pp. 1202–1205). Anchorage, Alaska. NREL CP-520-28860. |
| 16 | NREL. (2004). Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5. rredc.nrel.gov/solar/spectra/am1.5 |
| 17 | Tursunov, M. N., Sabirov, Kh., & Akhtamov, T. Z. (2024). Reflektorlar bilan jixozlangan kichik quvvatli ko‘chma fotoissiqlik qurilma [Mobile low-power photo-thermal device equipped with reflectors]. SAP 2636. |
| 18 | Zalesskiy, V. B., Kalinovskiy, V. S., & Khodin, A. A. (2020). Metrologiya poluprovodnikovykh fotoelektricheskikh preobrazovateley solnechnoy energii [Metrology of semiconductor photovoltaic solar-energy converters]. Problemy fiziki, matematiki i tekhniki [Problems of Physics, Mathematics and Engineering], 3(44), 22–29. |