简要说明：太阳能电池工程应用的模型

太阳能电池工程应用的模型
 

　　上述单指数和双指数模型是基于物理原理的最基本的解析表达式，已被广泛应用于太阳能电池的理论分析中。但由于表达式中的参数，包括Iph，I0（或I01，I02），Rs，Rsh 和A（或A1，A2）与电池温度和日射强度都有关，确定起来十分困难，因此不便于工程应用，在太阳能电池供应商向用户提供的技术参数中也不包括这些参数。

　　工程用模型强调的是实用性与精确性的结合。

　　实际应用中，在设计各种系统时，考虑到数字仿真和模拟时的动态反应速度及计算工作量，必须尽可能在工程精度允许的条件下简化模型。

　　工程用太阳电池的模型通常要求仅采用供应商提供的几个重要技术参数，如短路电流Isc、开路电压Uoc、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um、最大功率点功率Pm，就能在一定的精度下复现阵列的特性，并便于计算机分析。

　　鉴于单指数模型已足以精确描述太阳能电池的伏安特性，下面将在单指数模型的基础上，通过忽略（U+IRs）/Rsh 项和设定Iph=Isc，得到工程实用的太阳能电池模型。忽略（U+IRs）/Rsh 项，是因为在通常情况下Rsh 较大，有几百到几千欧，该项远小于光电流；设定Iph=Isc，是因为在通常情况下Rs 远小于二极管正向导通电阻。

　　此外，定义：

　　①开路状态下，I=0，U=Uoc；

　　②最大功率点时，U=Um，I=Im。

　　据此，太阳能电池的I-V 方程可简化为：

 

　　在最大功率点时，U=Um，I=Im，可得：

 

　　由于在常温条件下exp[Um/（C2Uoc）]）1，因此可忽略式中的“- 1”项，解出：

 

　　注意到开路状态下，当I=0 时，U=Uoc，于是有：

 

　　可见，该模型只需输入太阳电池通常的技术参数Isc，Uoc，Im，Um，即可求出C1 和C2。从Isc，Uoc，Im，Um的变化中可体现出光照强度和电池温度的变化。工程应用中可通过实测曲线来设置这4 个参数，亦可通过近似的函数来描述这组参数的变化。通常可近似认为Isc，Uoc 分别随温度和光照强度呈线性变化。
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