何文涛，解立辉

(三峡大学电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002)

光伏电池实用模型研究

何文涛，解立辉

(三峡大学电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002)

本文介绍一种简化光伏电池工程应用模型，根据此模型模拟模拟任意外界温度、光照强度、光伏模块参数、电池串并联方式下组合下的光伏阵列U-I、U-P曲线。模型内部参数有效的进行优化处理， 较好地反应了电池实际特性。MATALB软件建立仿真模型，将仿真结果与实际参数进行对比，效果较好。

光伏电池；U-I曲线；U-P曲线；MATLAB仿真

1 引言

环境问题俨然成为人类关注的焦点，低碳生活、可持续发展已经成为我国未来发展的方向[1]。提到节能减排就不得不提光伏发电，光伏发电顶着清洁发电的光环，成为大家讨论已近研究的热点。本文通过MTALAB仿真软件搭建数学模型，通过仿真得到光伏电池的输出的U-I、U-P曲线，仿真结果非常接近实际输出，设计是正确的。

2 光伏电池理想数学模型[2]

太阳能电池等效电路如图1所示。

(1)

Iph为光伏阵列电流；Io为反向饱和电流；q为电子电荷(1.6×1019C)；n为二极管因子；K为玻耳兹曼常数(1.38×1023J/K)；Rs为串联电阻；Rsh为并联电阻。理论模型中的参数Iph、Io、Rs、n很难确定。

图1 太阳能电池等效电路

3 光伏电池实用模型[3-4]

厂家提供标准条件(光照强度S=1000W/m2，电池温度T=25℃)，电池板的四个测试参数Isc,、Uoc、Im、Um，建立工程用数学模型时，在式(1)的基础上进行简化得到

(2)

(3)

(4)

当日照强度和电池温度均有变化时，与实际环境存在偏差，修正参数如下：

(5)

ΔT=T-Tb

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

式中，a取值0.00025，b取值0.00288，C值为0.5

T=Tair+KS

(11)

Tair为任意的外界温度，K的取值为0.04。

4 光伏电池Matlab/Simulink建模仿真[5-7]

通过上面的公式，我们在MTALAB/SIMULINK里面搭建模型[4]，只需要T、S、U、I这几个参数就能模拟电池的U-I、U-P曲线。……