张均营，周一夫

(北京化工大学 数理学院，北京 100029)

近年来，随着世界经济和科技的不断发展，环保问题和资源危机日益显露。煤炭、石油、天然气等能源的消耗水平也到了历史的顶峰，其产能过程中所生成的有害物质对人类的生存造成了极大的威胁。纵观世界石化能源储量，若继续以现有消耗速度计算，只能维持不足五十年，煤炭资源也不过两百年[1]。在这一背景下，光伏发电产业蓬勃发展。作为一种较好的太阳能利用方式，加之科技发展，其效率在不断提高。光伏电池作为目前主流的太阳能利用装置，其研究意义不言而喻。然而，其极易受到环境的干扰，温度、光强、湿度等因素皆会造成其工作功率的变化，输出具有明显的非线性特性。为了解决这一问题，使光伏发电系统的输出功率最大化，设计一种具有实用控制系统的电路模型显得尤为重要。在实际太阳能发电阵列应用中，当光垂直入射发电阵列平面时，太阳能电池能获得最大功率。但是，一天之中太阳入射角度在不断变化。采用光线跟踪技术，模仿向日葵的工作原理，通过外置转动轴承，使发电平面始终与入射角度保持垂直，以此来获得最大的发电功率，这种方法一定程度上提高了太阳能发电阵列的工作效率。实践表明，采用这种方法之后，可以使平均输出能量提高30%[2]。而且由于外置转动轴承所需的能量基本维持在百瓦数量级[3]，随着发电瓦数的提高，这个输出提高效率还将增大。……