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一种改进的太阳能电池MPPT技术

2012-09-25任稷林祁承超章周石

通信电源技术 2012年4期

李 金,任稷林,祁承超,章周石

(1.空军预警学院研究生管理大队,湖北 武汉430019;2.空军预警学院科研部,湖北 武汉430019;3.空军预警学院信息对抗系,湖北 武汉430019)

0 引 言

随着化石能源的日益枯竭,可再生能源越来越受到人们的重视,而太阳能作为一种取之不尽用之不竭的绿色能源得到了广泛的应用。其中光伏发电技术更是具有广阔的发展前景。目前光伏发电主要面临着设备造价高,太阳能转化效率低等问题,所以提高太阳能的转换效率成为了人们的研究重点。由于光伏电池的输出电压和输出电流随着日照强度和电池结温的变化具有强烈的非线性特性,在实际的应用系统中,都希望太阳能光伏阵列在同样日照、温度条件下输出尽可能多的电能,即存在一个最大功率的跟踪[1]。目前最常用的最大功率点跟踪的方法有:固定电压法,固定电流法,扰动观察法和导纳增量法。本文分析了扰动观察法和导纳增量法的优缺点,并提出了一种自适应变步长导纳增量法的方法克服了上述两种方法的不足。

1 太阳能电池的数学模型及其特性分析

1.1 太阳能电池的数学模型

光伏极板的等效数学模型为[2]:

式中,I为极板输出电流;U 为极板输出电压;Iph为光生电流;Io为二极管饱和电流;q为电子的电荷量 (1.6×1019C);Rs为太阳能电池的串联电阻;n为二极管特性因子;k为玻耳兹曼常数 (1.38×10-23J/K);T为太阳能电池温度;Rsh为太阳能电池的并联电阻。

光伏极板的等效电路图如图1所示。

图1 光伏极板等效电路图

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