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光伏电池最大功率跟踪算法的研究

作者:时间:2009-07-02来源:网络收藏

1 引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/181372.htm

传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。因此,并网逆变器的设计有着广阔的前景和意义。限制光伏系统的主要因素有两点:⑴初期投资比较大;⑵太阳能光伏的转换效率低。目前我们通常使用的光伏效率在15%左右,即使世界上最先进技术的光伏在特殊的实验条件下也只能达到40%,因此光伏电池最就变得十分重要,所以长期以来都是学术界的热点。

2 光伏电池阵列特性分析

2.1 光伏电池的数学模型

光伏电池是利用半导体材料的光伏效应制作而成的。所谓光伏效应是指半导体材料吸收光能,由光子激发出电子―空穴对,经过分离而产生电动势的现象。光伏电池的I-V特性随日照强度S(W/O)和电池温度t(℃)而变化,即I=f(V,S,t)。根据电子学理论,当负载为纯电阻时,光伏电池的实际等效电路如图1所示。

图1 光伏电池等效电路

对应的I-V函数如下:

(1)

其中-二极管结电流(A),IL-光伏电流(A),I0-反向饱和电流(对于光伏单元而言,其数量级为10-4A),q-电子电荷(1.6×10-19C),K-玻耳兹曼常数(1.38×10-23J/K),T-绝对温度(T=t+273K),A-二极管品质因子(当T=330K时,约为2.80±0.152),Rs-串联电阻(为低阻值,小于1Ω),Rsh-并联电阻(为高阻值,数量级为KΩ)[1]。

2.2 光伏电池输出的最率点



图2 光伏电池电压/电流曲线和电压/功率曲线

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