光伏電池模型研究

宋治楷　胥飛　王恒

摘 要：簡要介紹了常用的光伏電池數學模型，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，以期為日后的相關研究提供參考。

關鍵詞：光伏電池；數學模型；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境污染問題的加重，太陽能作為一種新型能源，在能源結構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的模型，對分析和設計光伏發電系統有非常重要的意義。

1 光伏電池的數學模型

光伏電池等效電路是由產生光生電流的恒流源和一系列電阻（內部并聯電阻Rsh和串聯電阻Rs）構成。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，并且不需要復雜的參數。另外，它的通用性很強，能夠滿足光伏發電系統的設計要求，進而為研究最大輸出功率點的控制奠定了基礎。

模型2：模型簡單，簡化了結構，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部的物理特性，而且仿真準確度比較高。

4 結論

從光伏電池的物理電路模型出發，研究了光伏電池的簡化數學模型和工程模型。工程模型充分考慮了環境溫度和光照強度對光伏電池的影響，為研究光伏發電的能效優化方法、指導理論研究和系統設計提供了重要的基礎保證和良好的研發平臺。

參考文獻

[1]馮垛生.太陽能發電原理與應用[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[J].現代電子技術，2011，34（24）：192-194，198.

[3]劉邦銀，段善旭，康勇.單相單級并網光伏發電系統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電系統的研究與設計[D].鎮江：江蘇大學，2007.

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

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

〔編輯：白潔〕