光伏電池模型研究

宋治楷　胥飛　王恒

摘 要：簡要介紹了常用的光伏電池數(shù)學模型，分析了光伏電池的特點和幾種常用的工程模型。在考慮環(huán)境溫度和光照強度對太陽能電池影響的情況下，比較了這幾種模型，以期為日后的相關研究提供參考。

關鍵詞：光伏電池；數(shù)學模型；工程模型；太陽能電池

中圖分類號：TM914.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.010

隨著世界能源危機和環(huán)境污染問題的加重，太陽能作為一種新型能源，在能源結構中占有非常重要的位置。確定一個準確、實用的太陽能電池模型，并利用合理的方法得到相應的模型，對分析和設計光伏發(fā)電系統(tǒng)有非常重要的意義。

1 光伏電池的數(shù)學模型

光伏電池等效電路是由產生光生電流的恒流源和一系列電阻（內部并聯(lián)電阻Rsh和串聯(lián)電阻Rs）構成。由電子學理論可知，光伏電池的等效電路如圖1所示。

3 各模型的特點

模型1：利用該模型可以得到任意環(huán)境溫度和光照強度條件下的光伏電池輸出特性曲線，并且不需要復雜的參數(shù)。另外，它的通用性很強，能夠滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計要求，進而為研究最大輸出功率點的控制奠定了基礎。

模型2：模型簡單，簡化了結構，加快了計算速度。

模型3：該模型較為合理、實用，能夠詳細表述事物內部的物理特性，而且仿真準確度比較高。

4 結論

從光伏電池的物理電路模型出發(fā)，研究了光伏電池的簡化數(shù)學模型和工程模型。工程模型充分考慮了環(huán)境溫度和光照強度對光伏電池的影響，為研究光伏發(fā)電的能效優(yōu)化方法、指導理論研究和系統(tǒng)設計提供了重要的基礎保證和良好的研發(fā)平臺。

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〔編輯：白潔〕