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（寧夏新能源研究院（有限公司），寧夏銀川，750021）

基于MATLAB的組件溫度系數(shù)計(jì)算

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（寧夏新能源研究院（有限公司），寧夏銀川，750021）

本文描述的溫度系數(shù)計(jì)算方法，通過(guò)穩(wěn)態(tài)模擬器測(cè)試出不同溫度下對(duì)應(yīng)的組件開(kāi)路電壓、短路電流、最大功率值，應(yīng)用MATLAB計(jì)算并模擬出溫度系數(shù)曲線，提高數(shù)據(jù)處理的效率。

光伏組件；溫度系數(shù)；MATLAB

0 引言

本文測(cè)試溫度系數(shù)依據(jù)IEC61215的測(cè)試條件和方法，所用設(shè)備為樂(lè)力士AAA穩(wěn)態(tài)模擬器，測(cè)試組件為標(biāo)稱功率為59W的薄膜組件，環(huán)境溫度：24℃，濕度：16%RH，相同的溫度條件下，每組數(shù)據(jù)測(cè)量三次，常規(guī)的數(shù)據(jù)處理方法是將這三次數(shù)據(jù)求平均值后，應(yīng)用EXCEL分別模擬出溫度與開(kāi)路電壓、短路電流、峰值功率的直線，求直線的斜率即為相應(yīng)的溫度系數(shù)。本文所采用的方法為用MATLAB軟件，編程計(jì)算出溫度系數(shù)并模擬出溫度系數(shù)曲線，并對(duì)兩種方法進(jìn)行對(duì)比。

1 組件I-V測(cè)試

將待測(cè)組件、標(biāo)準(zhǔn)電池片、熱電偶與設(shè)備連接，設(shè)置穩(wěn)態(tài)模擬器參數(shù)，使模擬器輸出標(biāo)準(zhǔn)1000W/m2的光照強(qiáng)度，再用標(biāo)準(zhǔn)電池片校準(zhǔn)進(jìn)行微調(diào)，使之輸出和測(cè)得的光照強(qiáng)度接近。打開(kāi)穩(wěn)態(tài)模擬器，通過(guò)調(diào)節(jié)光照時(shí)間讓溫度從25℃~55℃的溫度范圍內(nèi)，每間隔5℃測(cè)試一次組件的I-V特性曲線，待溫度達(dá)到55℃后反方向設(shè)施，讓溫度從55℃，每間隔5℃下降到25℃，溫度下降過(guò)程中采用將模擬器與組件之間的幕布拉上，遮擋光照，自然降溫的方法，如此循環(huán)三次，測(cè)試的數(shù)據(jù)如下所示。

表1 在不同溫度下測(cè)試的I-V數(shù)據(jù)

2 MATLAB數(shù)據(jù)處理

2.1 MATLAB編程

利用最小二乘法的原理，在MATLAB軟件對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先求開(kāi)路電壓溫度系數(shù)β，在MATLAB編程軟件中輸入如下程序。

x=[25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55]; %輸入測(cè)量溫度

y=[75.824 74.64 73.23 72.16 70.795 69.438 68.107 75.813 74.544 73.329 72.073 70.889 69.493 68.127 75.775 74.534 73.378 72.146 70.779 69.556 68.195]; %輸入測(cè)量的的開(kāi)路電壓值

p=polyfit(x,y,1) %進(jìn)行一次處理

p =-0.2545 82.2188 %得到直線的斜率和截距

x1=[25 30 35 40 45 50 55]; %輸入第一次測(cè)量的溫度值

y1=[75.824 74.64 73.23 72.16 70.795 69.438 68.107];%輸入第一次測(cè)量開(kāi)路電壓

plot(x1,y1,’r’);hold on; %用紅色“o”繪出測(cè)得的第一次數(shù)據(jù)

x2=[25 30 35 40 45 50 55]; %輸入第二次測(cè)量的溫度值

y2=[75.813 74.544 73.329 72.073 70.889 69.493 68.127]; %輸入第二次測(cè)量的開(kāi)路電壓值

plot(x2,y2,’g’);hold on; %用綠色“*”繪出測(cè)得的第二次數(shù)據(jù)

x3=[25 30 35 40 45 50 55]; %輸入第三次測(cè)量的溫度值

y3=[75.775 74.534 73.378 72.146 70.779 69.556 68.195]; %輸入第三次測(cè)量的開(kāi)路電壓值

plot(x3,y3,’b’);hold on; %用藍(lán)色“x”繪出測(cè)得的第三次數(shù)據(jù)x=25:5:55;y=-0.2545*x+82.2188; %寫出x與y的函數(shù)關(guān)系式

plot(x,y,’-k’);hold on %作出擬合一次曲線

gtext(‘y=-0.2545x+82.2188’) %在圖像上標(biāo)出直線方程

x=[25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55]; %輸入3次測(cè)量的溫度值

y=[75.824 74.64 73.23 72.16 70.795 69.438 68.107 75.813 74.544 73.329 72.073 70.889 69.493 68.127 75.775 74.534 73.378 72.146 70.779 69.556 68.195]; %輸入三次測(cè)量的開(kāi)路電壓值

a=polyfit(x,y,1); %擬合x(chóng),y的一次函數(shù)曲線

z=polyval(a,x); %求函數(shù)值

R=corrcoef(x,y) %求相關(guān)系數(shù)

R = 1 0000 -0 9996

-0.9996 1.0000 %得出相關(guān)系數(shù)R=-0.9996，由此求得 R2=0.9992

2.2 擬合出的函數(shù)曲線

最終求得開(kāi)路電壓溫度系數(shù)β=-0.2545，相關(guān)系數(shù)R2=0.9992。

3 結(jié)果分析

（1）用MATLAB求得的數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)為0.999，滿足實(shí)驗(yàn)要求，開(kāi)路電壓與溫度成線性關(guān)系。

（2）用MATLAB軟件求解溫度系數(shù)為直接編程可求得溫度系數(shù)，求解的數(shù)據(jù)更精確，可以精確到小數(shù)點(diǎn)后四位。

（3）用MATLAB軟件可以將三次測(cè)得的數(shù)據(jù)都顯示到曲線圖上，使測(cè)試結(jié)果看的更直觀。

圖1 MATLAB擬合出的開(kāi)路電壓溫度系數(shù)曲線

[1]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，地面用晶體硅光伏組件-設(shè)計(jì)鑒定和定型（IEC61215-2005），2005.

[2]李松麗,張俊,王婷婷.太陽(yáng)模擬器下的溫度系數(shù)測(cè)試[J].2012.

[3]王建軍.太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用中的溫度影響[D].青海師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2005.

Calculation of component temperature coefficient based on MATLAB

Zhang Yulei
(Ningxia new energy research institute (limited),Ningxia Yinchuan,750021)

This paper describes calculation method of the temperature coefficient, under different temperature by steady-state simulator to test out the corresponding components of open circuit voltage,short circuit current, maximum power value, used MATLAB to calculate and simulate the temperature coefficient curve, improve the efficiency of data processing

pv module;temperature coefficient;MATLAB