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太阳电池最大功率及其跟踪模式

2012-07-26朱晓亮程晓舫张忠政

节能技术 2012年4期

朱晓亮,程晓舫,张忠政

(中国科学技术大学 热科学和能源工程系,安徽 合肥230026)

0 引言

光伏电池的输出电压和输出电流随光照强度和电池结温的变化表现为强烈的非线性,但总是存在着一个唯一的最大功率输出(MPP)。为了在某个光照强度和电池结温下获得尽可能多的电能,就有一个最大功率跟踪(MPPT)的问题,以使得太阳电池尽量工作在最大功率点上。目前光伏发电系统的运行采用的最大功率点跟踪主要是优化策略较多的扰动观察法和电导增量法等[1]。

这些最大功率点的跟踪方式都是在未知最大功率点情况下通过一定的手段寻找到最大功率点,本文的创新点之一是通过最大功率方程和电流方程的联立求解,能得出最大功率点电压的表达式,从而确定最大功率点电流,直接通过计算得出最大功率点。由于得出的最大功率点电压的表达式是隐式表达式,计算过程需要迭代求解来完成。

目前最大功率点跟踪方面的研究主要在一个太阳光照强度下来进行。聚光条件下,能提供数个太阳光照强度,随着光照强度的增强,最大功率点轨迹会怎样变化,尚没有详细的分析研究。本文通过模拟得出随着光照强度增强以及减弱时最大功率点的全部变化轨迹,发现只要有串联内阻的存在,最大功率点随光照强度的变化轨迹在I-V坐标中总是呈现S形状。同时也确定了随着光照强度的变化最大功率点负载的变化范围。模拟得出的结果表明极强光照强度和极弱光照强度下最大功率点负载趋向于一个关于内阻的定值,因为实现最大功率点跟踪的实质就是调整负载,所以在最大功率点负载趋向定值时就无需调整,本文创新点之二既是提出了恒载跟踪。……

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