硅太阳电池参数求解算法的研究

为了得到单体硅太阳电池的电流方程,必须确定单体硅太阳电池的二极管品质因子n,反向饱和电流Io和电池串联内阻Rs的值。通过理论分析和实验仿真,发现同一块太阳电池在相同的温度和照度、不同的二极管品质因子和反向饱和电流下,输出的光生电流Iph是相等的。基于这一结论,提出了一种假设运算的方法。该方法依据硅太阳电池的四个特性参数短路电流Isc、开路电压Voc、最大功率点电流Imp、最大功率点电压Vmp,应用硅太阳电池的电流公式表示出n,Rs,Io三者之间的关系,结合MATLAB编程求解出三者的数值,结果显示理论误差和测试误差相比小于2%。     

曲面硅太阳电池制备及性能分析

随着太阳电池的广泛应用,制备曲面硅太阳电池组件成为目前的一种应用趋势.但由于硅材料的机械性能使得其对于曲面电池组件制作存在困难,且效率较低.提出了一种任意曲面硅太阳电池组件制作方法,并通过太阳电池表面加装减反射软膜来提高其性能.实验测试曲面硅太阳电池的结果,显示其开路电压为1.945 V,短路电流为2.478 A,性能...     

最大功率条件下串联太阳电池电流方程的确定

基于太阳电池电流方程和基本电路理论，通过各单体太阳电池参数求解出太阳电池串联后的短路电流ISC、开路电压UOC、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um，从而对串联后的太阳电池建立封闭的方程组，可以对反向饱和电流I0、二极管理想因子A、电池串联内阻RS这3个待定参数封闭求解，达到了确定串联后新的太阳电池电流方程的目的。对2个单体太阳电池参数一致和不同时的2种情况进行模拟实验，结果证明所提方法的正确性和可行性：理论值与实验值的误差小于2%；在理论上直接确定出串联太阳电池电流方程所需的参数。     

电性参数对串联太阳电池失配损失的影响

在某一确定的日照强度和温度下,针对短路电流ISC、开路电压UOC、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um 4个太阳电池参数,根据太阳电池I-V方程和基本电路理论,推出选择具有相同最大功率点电流Im的单体太阳电池串联可以获得最大输出功率.分别计算二极管理想因子A、短路电流ISC、反向饱和电流IO、电池串联内阻RS对Im的影响,确定出对最大功率点电流Im影响最大的参数是短路电流ISC.用仿真实验进行了模拟、比较,说明了结论的正确性.     

饱和电流与品质因子对太阳电池串联的影响

基于太阳电池联接失配问题的普遍性,利用太阳电池单二极管等效电路模型及二体模型分析法,并根据基尔霍夫电流定律和电压定律,推导出串联等效电路的电流、电压方程组。采用数值法得到两种情况下各个电流的数值解,同时采用相关的曲线详细分析和讨论这两种情况下各个电流变化特性,并且给出了这两种情况下的物理解释。分析表明这些参数对太阳电池串联内部电流分布影响很大。研究结果有助于分析太阳电池和系统的损失原因。     

硅电池辐照测量仪光谱失配修订研究

设计了两款利用硅太阳电池作为传感器的高精度辐照测量仪,包括水平总辐照测量仪和直射散射测量仪;针对硅太阳电池实际光谱失配对辐照度计算影响的问题,提出了一种光谱采集处理的方法,通过实验采集晴天、多云、阴天、雨天的光谱数据,将实际光谱曲线计算的光生电流与AM1.5光谱下计算的光生电流进行比对修正得光谱对辐照度的影响因子,确定修正系数。     

不同光照下太阳光伏电能的分级利用方法

介绍了能够在不同光照天气下,高效利用太阳电池输出电能的控制方法.电路由一个太阳电池、多级蓄电池及其DC-DC升压充电电路、电压电流检测电路、单片机控制单元、继电器切换电路、PWM脉冲输出电路等组成.由软件驱动单片机,检测输入到IO端口的太阳电池输出电压、电流及各级蓄电池电压,并根据这些电压、电流值,得出太阳电池输出的电功率大小及各级蓄电池电量储存情况,控制继电器对电路进行切换,控制PWM输出信号,实现在不同光照条件下吸收太阳光伏电能,从而使电路全天候地高效率利用太阳电池输出的电功率.     

基于RBF的光伏系统发电量智能预测研究

针对传统太阳电池建模要求频繁设置开路电压、短路电流、最大功率点电压/电流等参数的问题,找出太阳电池材料各常数相互关系,并通过RBF神经网络实现各参数逼近;建立基于禁带宽度的太阳电池新型通用模型,参考电池温度和日照强度,自动调整参数,得出新环境的电池输出特性.在光伏发电短期预测中,智能预测方法能有效降低预测误差.     

硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计

根据硅太阳电池工程用数学模型,利用matlab/simulink模块建立了硅太阳电池阵列仿真模型.根据太阳电池组件仿真结果和实际测量结果的比较,分析了硅太阳电池工程用数学模型系数对仿真模型的输出特性精度的影响,并提出了不同太阳辐射强度时硅太阳电池工程用数学模型中系数b的优化设计计算公式.仿真结果表明,利用优化设计计算的参数可提高太阳电池阵列仿真模型的输出特性精度.     

晶体硅太阳电池内阻对其输出特性的影响分析

从太阳能电池输出特性方程出发,经由理论作图(U-I曲线)分析晶体硅太阳电池内阻对其输出特性的影响,通过数值计算,说明当晶体硅太阳电池的并联内阻大于100Ω时可以忽略。在此基础上,得到电池串联内阻与输出电流、电压之间的函数表达式,只要实测出某一确定光照强度及温度下负载的任意一组电流、电压值,计算相应的串联内阻值,进一步计算最大功率点处的电流、电压及负载值,可为最终的最大输出功率跟踪提供一种简便方法。     

倏逝波模式下修饰化电极的太阳电池层厚优化

为了研究如何提高有机太阳能电池的光捕获并提高光电转化效率,基于LiF修饰Al电极能提高电池填充因子和稳定开路电压的结论,建立了NaF修饰Glass/ITO/PEDOT:PSS/MDMO-PPV:PCBM/Al有机太阳电池的层间光强分布理论模型。根据多层薄膜结构的有机太阳能电池的材料及光学特性,采用绒化入射面的方法引入朗伯漫反射,并结合对倏逝波模式下有机太阳能电池光捕获率的探讨,通过数值计算研究了NaF修饰层对光场分布的影响,提高了模型的光捕获并得出了有机太阳能电池捕获可见太阳光能最大值时各层厚参数Glass(1mm)/ITO(120nm)/PEDOT:PSS(20nm)/MDMO-PPV:PCBM(120nm)/NaF(1nm)/Al (110nm)和电池的短路电流为2.76mA/cm2这些结论。     

太阳能电池的仿真模型设计和输出特性研究

在考虑了光照强度和电池温度2种因素对太阳能电池技术参数和输出特性影响的基础上,采用了太阳能电池的实用化数学模型,在电力系统电磁暂态软件平台EMTP/ATP上利用MODELS语言和TACS功能搭建了太阳能电池的通用仿真模型.该模型的功能主要是通过改变短路电流,开路电压,最大功率点电流、电压等太阳能电池板的技术参数,研究不同型号太阳能电池板的伏安特性和功率特性.并针对3组不同光照强度和电池温度,对太阳能电池板的伏安特性和功率特性进行了仿真研究.研究结果表明:随着光照强度的减小,太阳能电池板的最大输出功率也减小;随着电池温度的减小,太阳能电池板的最大输出功率呈上升态势.     

不同聚光倍数下太阳电池的特性及仿真

聚光太阳系统的转换效率较高主要原因为该系统是将聚光器与多结太阳电池进行组合所得。主要以单个二极管模型的等效电路为依据,通过建立三结聚光叠层太阳电池的数学模型,对不同聚光倍数下(200~1 000X)太阳电池的电学特性进行研究,并将实测值与理论值进行比较。结果表明,当聚光比增大时其短路电流、开路电压和电池功率均会增加,而电池效率则出现先升高后下降的趋势。经比较得到,理论值均大于所得实测值,且当聚光比增大时计算误差也会随之增大,但计算误差的最大值均小于7.5%。     

改进自适应变步长光伏系统最大功率跟踪

为提高对太阳能的利用率,减少能量的损失,需要对光伏电池的输出进行最大功率跟踪。文章建立了通用的太阳能电池数学模型,结合太阳能电池的功率电压和电流电压输出曲线特性及两者之间的数学关系,提出了一种基于Boost电路的变步长电导增量法。该方法能根据外界环境的变化,简单快速计算出此刻外界环境下唯一一个特殊点的值作为自适应变步长,比传统的变步长或者固定步长方法更合理,同时减少了参数确定的人为因素对于仿真结果的影响,可以快速精确地实现最大功率跟踪。     

高方块电阻发射区对单晶硅太阳电池性能影响

研究通过提高发射区的方块电阻和采用合适的工艺技术,制备了性能优良的单晶硅太阳电池。采用丝网印刷技术制备了40Ω/□常规发射区和60Ω/□高方块电阻发射区单晶硅太阳电池并对其性能进行了分析研究。扩展电阻法分析表明:60Ω/□发射区的表面活性磷杂质浓度和结深比40Ω/□发射区的分别降低了12.8%和14.9%。尽管60Ω/□发射区太阳电池的串联电阻增加了0.141Ω/cm2导致填充因子下降了1.24%,但是短路电流密度和开路电压分别提高了1.31 mA/cm2和1.2 mV,最终转换效率仍然提高了0.4%。     

基于AVR的太阳能智能控制器设计与试验

设计了一种以AVR单片机为核心,有PWM充电控制、电源管理、通讯、电压、电流、温度检测及保护和报警功能的太阳能智能控制器。试验结果表明,充电电流最大误差为6.7%,充电电压最大误差为0.05%,满足系统恒流充电和恒压充电要求。该控制系统具有电路结构简单、工作稳定可靠、性价比高、实时性强等优点。     

太阳能电池板充放电测试仪的设计与实现

为了更合理的利用太阳能,设计了太阳能电池板充放电测试仪。通过分压电路采集太能电池板及蓄电池的端电压,采用霍尔电流传感器采集太阳能电池的输出电流及蓄电池的充放电电流;经过模拟多路转换开关CD4052实现对不同电压等级的电池板和蓄电池的电压采集与切换;最终将电流与电压信号经过16位数据采集卡USB5953传输到PC机,并通过LABVIEW平台显示电压电流变化曲线,计算出太阳能电池板的充放电效率。给出了实验测试数据,实现了对48 V、36 V、24 V、12 V太阳能电池板充放电的实时监测。