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太阳能模块的电池特性

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  • 发布时间:2018-06-23
太阳能模块的电池特性:

PV电池 :

要开发太阳能逆变器系统,首先得了解太阳能电池(PV电池)的不同特性非常重要。Rp和Rs为寄生电阻,在理想情况下分别为无穷大和零。

光照强度和温度可大幅影响PV电池的工作特性。电流与光照强度成正比例,但光照的变化对工作电压的影响很小。然而,工作电压受温度影响。电池温度升高会使工作电压降低,但对生成的电流影响甚微。下图说明了温度和光照对PV模块的影响。

光照强度变化对电池输出功率的影响要大于温度变化产生的影响。这对所有常用的PV材料都适用。这两种效应结合后的重要结果为,PV电池的功率会随光照强度的降低和/或温度的升高而降低。


最大功率点(MPP) :

太阳能电池可在较宽的电压和电流范围内工作。通过将受照射电池上的电阻性负载从零(短路事件)持续增加到很高的值(开路事件),可确定MPP.MPP是V x I达到最大值的工作点,并且在该照射强度下可实现最大功率。发生短路(PV电压等于零)或开路(PV电流等于零)事件时的输出功率为零。

高品质的单晶硅太阳能电池在其温度为25°C时可产生0.60伏开路电压。在光照充分和空气温度为25°C的情况下,给定电池的温度可能接近于45°C,这会使开路电压降至约0.55V,随着温度的提高,开路电压持续下降,直至PV模块短路。

电池温度为45°C时的最大功率通常在80%开路电压和90%短路电流的条件下产生。电池的短路电流几乎与照度成正比,而当照度降低80%时开路电压可能只会降低10%.品质较低的电池在电流增大的情况下电压会降低得更快,从而将可用的功率输出从70%降至50%,甚至只有25%。

上图给出了PV电池板的输出电流和输出功率在给定照度下与工作电压的函数关系。

太阳能微型逆变器必须确保在任何给定时间PV模块都在MPP工作,这样才能从PV模块获取最大能量。可使用最大功率点控制环达到该目的,该控制环也称作最大功率点追踪器(Maximum Power Point Tracker,MPPT)。实现高比例的MPP追踪还需要PV输出电压纹波足够小,以便其在最大功率点附近工作时PV电流的变化不会太大。

PV模块的MPP电压范围通常可定义在25V至45V的范围内,发电量约为250W,开路电压低于50V。

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