硅晶体光伏电池输出特性的建模与仿真研究

发布时间：2020-04-05 12:31

【摘要】：进入21世纪,全球经济增长导致一次能源使用量过大以及CO_2等污染物的随意排放造成的环境污染,为了经济能稳定且可持续的发展,能源转型迫在眉睫。太阳能光伏发电能够做到零污染甚至零排放,因此它具有极好的的发展前景和空间。本文首先介绍了硅晶体光伏电池的工作原理、结构和分类,通过对光伏电池的等效电路图进行分析,运用Simulink模块搭建光伏电池的仿真模型。光照强度和温度都会对光伏电池的输出特性有影响,光照强度则占主要因素,光强的变动对输出特性影响较大。其中光照强度与硅晶体光伏电池的输出特性成正相关;但是环境温度升高,输出电流增大,输出功率和电压降低,并且下降量很小。其次,目前为止硅晶体光伏电池的能量转化率低,最高的转化率也只有35%,光伏发电系统仍存在很多问题需解决。故引出最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)控制技术。MPPT控制方法能够提高太阳能光伏电池发电系统的输出效率、太阳能资源利用率以及建设投资收益率。文中对比分析了几种常用的最大功率跟踪方法,其中电导增量法可以平稳的应对外界环境的突发变化,控制效果好,相比于功率扰动观察法,输出电压波动较小,可靠性更高。最后,将搭建好的一块单晶硅光伏电池板仿真模型,在标准条件下持续改变环境条件仿真出最大输出功率P_(mpp)和对应点电流I_(mpp)与通过数学公式计算出的数据对比,确定该模型的正确性。再综合Matlab/Simulink环境下的单晶硅光伏电池仿真模型以及最大功率点跟踪控制方法,对沈阳地区的硅晶体光伏电池发电功率进行了仿真预测。最终得出结论,沈阳地区硅晶体光伏电池输出功率最大在五月份和六月份,单晶硅光伏电池平均能够输出功率580W-590W,多晶硅光伏电池平均输出功率大约为1.65×10~3W;输出功率最少在十一月份、十二月份和一月份,单晶硅和多晶硅光伏电池分别输出的平均功率为220W和560W。
【图文】：

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c.路灯照明图 1-1 硅晶体光伏电池应用Fig.1-1 Application of silicon crystal photovoltaic cells主要内容b/Simulink 仿真软件、硅晶体光伏电池工作原理、数据其是在搭建仿真模型以及硅晶体输出特性的方面研究建了针对一块硅晶体光伏电池板的仿真模型，首先分由输出功率的最大功率点引起，对光伏电池最大功率并做了对比；最后综合前文打下的铺垫，分析并预测发电功率情况。本文工作如下：一次能源紧缺，环境污染问题愈发严重的情况下，介意义，表明本课题的研究对沈阳地区光伏产业的发展了硅晶体光伏电池在国内乃至在国际上的发展现状及

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随着全球气候变化、空气污染问题的日益突出，世发电技术核心问题研究的深度和广度。同样对于我伏发电的市场和前景非常广阔，它将成为我国新能伏发电系统最基本的单元──硅晶体光伏电池进行及在不同的条件对其输出特性进行分析，为下文分电池原理池是使太阳光能直接转换为电能的一种电池，利用ic Effect，简称光伏效应）将太阳能转化成电能。当半导体内部的电荷产生运动使其分布状态发生了改2014），如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM914.4

【参考文献】