鉅大LARGE | 點擊量:1115次 | 2019年12月31日
太陽能逆變器電池特性分析與描述
要開始開發太陽能微型逆變器系統,了解太陽能電池的不同特性非常重要。PV電池是半導體器件,其電氣特性與二極管相似。但是PV電池是電力來源,當其受到光(如太陽光)照射時會成為電流源。目前最常見的技術是單晶硅模塊和多晶硅模塊。PV電池的模型如圖1所示。Rp和Rs為寄生電阻,在理想情況下分別為無窮大和零。
PV電池的表現會因其尺寸或與其連接的負載的類型,以及太陽光的強度(照度)而有所不同。PV電池的特性由不同環境下的不同工作電流和電壓描述。
當電池暴露于太陽光下但未接入任何負載時,沒有電流通過電池,而PV電池的電壓達到最大值。這稱為開路電壓(VOC)。當電池具有負載時,電路中開始有電流通過,導致電池兩端的電壓開始下降。當兩個端子直接相連且電壓為零時,可以確定流過電池的最大電流。這稱為短路電流(ISC)。
光照強度和溫度可大幅影響PV電池的工作特性。電流與光照強度成正比例,但光照的變化對工作電壓的影響很小。然而,工作電壓受溫度影響。電池溫度升高會使工作電壓降低,但對生成的電流影響甚微。圖2說明了溫度和光照對PV模塊的影響。
光照強度變化對電池輸出功率的影響要大于溫度變化產生的影響。這對所有常用的PV材料都適用。這兩種效應結合后的重要結果為,PV電池的功率會隨光照強度的降低和/或溫度的升高而降低。
最大功率點(MPP)
太陽能電池可在較寬的電壓和電流范圍內工作。通過將受照射電池上的電阻性負載從零(短路事件)持續增加到很高的值(開路事件),可確定MPP.MPP是VxI達到最大值的工作點,并且在該照射強度下可實現最大功率。發生短路(PV電壓等于零)或開路(PV電流等于零)事件時的輸出功率為零。
高品質的單晶硅太陽能電池在其溫度為25°C時可產生0.60伏開路電壓。在光照充分和空氣溫度為25°C的情況下,給定電池的溫度可能接近于45°C,這會使開路電壓降至約0.55V.隨著溫度的提高,開路電壓持續下降,直至PV模塊短路。