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太阳能光伏电池输出特性仿真研究

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太阳能光伏电池输出特性仿真研究

作者:王瑞芳吴志刚王瑞平席东民

来源:《电子技术与软件工程》2015年第07期

摘要本文建立了光伏电池数学模型,并在MATLAB/Simulink中建模仿真,验证了模型有效性,并清晰的表明了光照强度和温度对光伏电池输出特性的正向作用。

【关键词】光伏电池输出特性 Simulink 仿真

进入新世纪以来,新能源发电取代传统发电成为科学领域的重点研究方向。其中,太阳能发电由于其可再生性和清洁型等优点,正逐步成为该领域的热点方向。所以,对太阳能光伏发电领域的研究具有深远意义。

光伏电池的光电转化效率与外界的光照强度和环境温度有关。通过对光伏电池输出特性研究,更好的利用太阳能发电。

本文采用MATLAB/Simulink建立光伏电池模型,研究光伏电池的输出特性。

1 光伏电池的数学模型

光伏电池实际上就是一个大面积二极管,其工作原理如下图1等效电路描述。

以上等效电路得到的精确模型参数不易获得。经合理简化,得到能准确反映太阳能电池的实用数学模型。

根据光伏电池厂商提供的标准状态(光照强度,温度)下参数可得任意光照强度和温度下的输出特性。

2 光伏电池建模仿真

依据简化的实用数学模型,在Simulink中建立仿真模型,相比S函数编程实现,该模型简单实用,结构清晰,完整模型如图2。

3 仿真结果分析

基于上述光伏电池模型,得标准状态下的I-V和P-V曲线如图3。

由I-V特性知,电压在一定范围时,输出电流基本恒定,可看作恒流源,超过该范围,电流迅速降为零。P-V特性曲线为单峰值曲线,在工作电压范围内,最大功率唯一。

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