日照强度和内部电阻对太阳能电池光伏性能的影响

在分析太阳能电池等效直流电路的基础上,利用电流-电压特性的函数关系式,建立了太阳能电池的仿真模型,研究了日照强度和内部电阻对电池伏安特性和光伏性能（如短路电流、开路电压、填充因子、输出功率和光电转换效率）的影响.研究结果表明：日照强度和内部串联电阻不仅明显影响了太阳能电池的伏安特性、短路电流和开路电压,而且也明显影响了太阳能电池的输出功率、填充因子和光电转换效率,同时太阳能电池的输出特性具有明显的非线性特征,并且存在一个最大的输出功率点和一个最佳的负载电阻值.     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

热电模块最大输出功率的估值方法

一定温差下,热电模块(TEM)的最大输出功率可以通过开路电压和短路电流进行估算.但开路和短路之间存在开路到短路及短路到开路两种切换模式,必有两组开路电压和短路电流.相同温差下,两种切换模式估算出的TEM最大输出功率存在差异,且差值随TEM冷热端温差变化.文中对此现象进行了理论分析,指出造成此差值的主要原因在于两种切换模式下的电流不同,从而导致TEM产生的电动势不同,并提出了减小该差值的计算方法.经实验验证,该计算方法提高了TEM最大输出功率的估值准确度.     

硅基微型同位素电池的电输出理论模型及仿真

通过辐射伏特效应,研究硅基P-N结微型同位素电池的电输出理论模型.根据该模型,用Matlab编写程序模拟尺寸为1 mm×1 mm的硅基微型同位素电池在3.7×107Bq63Ni放射源照射下的电输出,并用该模型仿真硅基微电池的短路电流Isc、开路电压Voc和最大输出功率Pmax与掺杂浓度的关系.仿真结果表明,开路电压随着掺杂浓度的增加而增大,而短路电流则随着掺杂浓度的增大而减小.同时,获得了电池具有最大输出功率密度时的最优化掺杂浓度参数,最大输出功率的P区、N区最优化掺杂浓度值各为1×1020cm-3和1×1015cm-3.     

有机太阳能电池内部串并联电阻对器件光伏性能的影响

在分析有机太阳能电池等效电路模型的基础上,利用W函数建立了电池伏安特性的显性关系,研究了电池内部串并联电阻对其伏安特性、短路电流、开路电压和填充因子的影响.研究结果表明:电池的短路电流只受其内部串联电阻的影响,而开路电压则只受其内部并联电阻的影响,同时串联电阻的减小和并联电阻的增大都有利于提高电池的填充因子和能量转换效率.这一结论对于有机太阳能电池的制备及其光伏性能的改善具有重要的指导作用.     

V型槽聚光下PV系统的性能研究

设计制作了V型槽聚光PV系统,基于此系统对多晶硅电池阵列和空间太阳电池阵列进行实验研究。结果表明,V型槽聚光下多晶硅电池阵列的最大输出功率为6.198W,是非聚光下的1.21倍。空间太阳电池阵列的最大输出功率由未聚光时的7.834W增至聚光后的14.223W,提高了近一倍。采用通水冷却方法,研究了V型槽聚光下电池工作温度对电池阵列开路电压、短路电流、输出功率和填充因子的影响。聚光水冷后多晶硅电池阵列最大输出功率增加到8.28W,比普通光照下提高了62.67%.     

光伏电池模型特性研究

建立准确的光伏电池模型并对其进行特性分析是光伏发电技术研究的重要基础性问题。分析了光伏模块的等效电路模型,提出了光伏电池模块电气特性的数学模型,在Matlab/simulink中搭建仿真模型,在不同的辐照强度和环境温度并对其进行特性分析。实验结果表明辐照强度对光伏电池短路电流影响显著,而温度是光伏电池的开路电压的主要决定因素。研究为光伏发电最大功率点跟踪和大型光伏发电系统研究提供了有力支撑。     

太阳电池填充因子随日照强度变化的理论分析与计算

根据太阳电池直流模型和最大功率点数学条件,推出短路电流、开路电压、最大功率点电流和电压 以及填充因子随日照强度变化的数学关系式;并选取２个电池分别计算出在不同日照强度下上述电池参数随日 照强度的变化率。验证了短路电流和最大功率点电流是近似跟日照强度成正比,开路电压和最大功率点电压是 近似跟日照强度的自然对数成正比。并提出了填充因子随日照强度的变化关系不具有简单的函数形式,而对不 同的太阳电池其变化关系也迥异。最后用Multisim的模拟结果检验了理论分析计算的正确性。     

光照强度对三种硅太阳能电池特性影响的实验研究

为了充分地利用太阳能,研究了光照强度对三种硅太阳能电池特性的影响。用实验方法对单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池特性与光照强度的关系进行了对比研究,系统分析、比较了三种硅太阳能电池输出功率、开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子、最大输出功率、光电转换效率与光照强度的关系。实验结果表明,光照强度对三种硅太阳能电池特性有显著影响且比较复杂。基于本文研究结果,在相关应用中就可以根据具体情况选用合适的硅太阳能电池。     

一种改进的硅太阳能电池非线性工程数学模型

针对现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高的缺点,基于硅太阳能电池的理论数学模型,提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型.忽略一些次要因素的影响,仅仅利用硅太阳能电池生产厂商提供的、标准测试条件下的4个电气参数,即短路电流Isc-ref、开路电压Uoc-ref、最大功率点电流Im-ref和最大功率点电压Um-ref.更重要的是,该模型首次考虑在任意光强和温度下的串联电阻参数的影响,以提高精度.进行了太阳能电池输出电气特性试验,并与基于简化模型的仿真对比.结果表明,该模型的误差一般都在6%以内,满足工程应用的精度要求.