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。