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(guān)研究提供參考。

關(guān)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(jié)構(gòu)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(yīng)的模型，對分析和設(shè)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(chǎn)生光生電流的恒流源和一系列電阻（內(nèi)部并聯(lián)電阻Rsh和串聯(lián)電阻Rs）構(gòu)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(fù)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(shè)計要求，進而為研究最大輸出功率點的控制奠定了基礎(chǔ)。

模型2：模型簡單，簡化了結(jié)構(gòu)，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(nèi)部的物理特性，而且仿真準確度比較高。

4 結(jié)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(dǎo)理論研究和系統(tǒng)設(shè)計提供了重要的基礎(chǔ)保證和良好的研發(fā)平臺。

參考文獻

[1]馮垛生.太陽能發(fā)電原理與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007：53-54.

[2]楊金孝，朱琳.基于Matlab/Simulink光伏電池模型的研究現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（24）：192-194，198.

[3]劉邦銀，段善旭，康勇.單相單級并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中二次功率擾動的分析與抑制[J].太陽能學報，2008，29（4）：407-411.

[4]蘇建徽，余世杰，趙為，等.硅太陽電池工程用數(shù)學模型[J].太陽能學報，2001，22（4）：409-412.

[5]陳中華，趙敏榮，葛亮，等.硅太陽電池數(shù)學模型的簡化[J].上海電力學院學報，2006，22（2）：178-180.

[6]吳忠軍.基于DSP的太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].鎮(zhèn)江：江蘇大學，2007.

[7]戴聿雯.光伏陣列輸出特性研究及預(yù)估分析[D].合肥：合肥工業(yè)大學，2007.

[8]吳忠軍，劉國海，廖志凌.硅太陽電池工程用數(shù)學模型參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計[J].電源技術(shù)，2007，31（11）：897-901.

〔編輯：白潔〕