太阳能光伏电池输出特性的理论分析

基于Shockley二极管理论的I-V特性曲线方程,对太阳能光伏电池的输出特性及各参数的影响因素进行了理论分析.结果表明:增加太阳辐射,降低电池温度、串联电阻和二极管反向饱和电流值均可提高光伏电池的输出性能,增大开路电压和短路电流有助于提高其输出功率和效率,且开路电压与输出效率、短路电流与最大输出功率之间分别存在关联性;受气候条件的影响,冷季节效率高,热季节输出功率大,且最大输出功率和效率的大小各自取决于太阳辐射和室外气温.     

利用热斑温度估算光伏组件最大输出功率

根据太阳电池材料饱和电流密度与温度特性关系,构建了温度与太阳电池饱和暗电流密度、光伏组件最大输出功率的数学模型.利用红外热像仪测量15块光伏组件在工作条件下热图像,并且采用I-V特性测试仪得到组件最大输出功率和校正到标准测试条件下的最大输出功率,并与数学模型结果相比较,发现相对误差小于6%.     

基于电导增益的光伏最大功率点的跟踪算法及仿真

根据光伏电池的工程数学模型,利用Matlab/simulink软件对光伏电池的输出特性进行了仿真,模拟了光伏电池的输出特性,讨论了温度和光照强度对光伏电池输出特性的影响.此外,还研究了基于电导增益法的最大功率点跟踪算法,分析了最大功率点附近的振荡现象.结果表明,采用变步长的电导增益法,可以有效地抑制最大功率点附近的振荡现象.     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

不同BIPV系统的收益及环境效益分析

通过对光伏幕墙系统和光伏屋顶系统发电量的实际测量和计算,对比分析两个系统的收益和环境效益.对比分析结果表明,光伏幕墙系统的发电能力小于光伏屋顶系统,但是两个系统都可以产生较好的环境效益.BIPV系统的发展推广仍然要依赖于国家的政策支持和技术的不断进步,使BIPV系统的发电成本不断下降.     

光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究

基于光伏电池工程的数学模型,分析了温度及光照强度对光伏电池输出特性的影响,采用扰动观察和模糊控制2种方法,验证了光伏系统最大功率跟踪的可行性,分析并比较了最大功率跟踪的P-U仿真曲线,结果表明采用模糊控制方法时系统在到达最大功率点处稳定性较好.     

基于PIC单片机的太阳能光伏系统闭环控制仿真

根据光伏系统的内部结构及输出伏安特性,利用Proteus建立光伏系统闭环控制电路模型.在环境温度不变的情况下对太阳能电池的最大功率点电压进行测定,并使用PIC16F873单片机和PID控制算法,对光伏系统的输出电压进行调整,使得光伏系统的输出电压在不同光照强度下能快速地稳定在最大功率点电压,从而提高电能的转化量.     

基于BIPV系统的太阳能小屋设计

本文在光伏建筑一体化系统(BIPV系统)的基础上研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设问题。光伏组件的安装设计对建筑项目全年寿命周期各阶段的发电量与经济效益的指标有重要影响。对于问题1,在小屋外表面铺设电池分组阵列时我们从使小屋的全年光伏电池发电总量最大化而单位发电量费用最小化出发。对于问题2,在考虑电池板的朝向与倾角对光伏电池工作效率的影响的情况下,确定方阵的最优倾角是光伏发电系统优化中必不可少的重要环节和先决条件。通过Matlab软件建立倾斜放置的光伏电池板表面接收太阳辐射能模型,计算得到光伏板上的辐射能,推导出光伏电池板的最佳倾角,并同时建立基于光伏电池板安装的最佳倾角模型。对于问题3,根据附件7给出的小屋建筑要求,用机械制图软件UG绘制出小屋的外形图。根据问题1,2的铺设方案,并采用自动跟踪式独立光伏电池,对所建小屋进行光伏组件的优化铺设。     

基于仿真模型的光伏组串故障分析方法

本文提出一种基于伏安输出曲线仿真的光伏组串故障诊断方法.采用Matlab/Simulink软件,以光伏组件数学模型为基础,构建光伏组串故障分析模型.使用模型对存在灰尘沉积、阴影遮挡、组件功率衰减等问题组串伏安输出特性进行仿真,验证故障分析模型的准确性,并总结不同故障类型下组串伏安输出特性的变化规律.     

相变控温光伏电池组件

分别以低温石蜡和聚乙二醇作为相变控温材料与光伏电池结合制备相变控温光伏组件(PV/PCM).实验研究了两种相变材料、聚乙二醇用量以及相变导热结构对组件的控温效果;实验室与现场测试了PV/PCM组件的温度-光辐射-功率曲线.研究表明,聚乙二醇作为相变控温材料效果更佳;增加相变材料用量,控温时间延长,但两者间并非线性关系;采用钢丝束能有效加强传热效果.聚乙二醇PV/PCM组件的最大冷却度达30℃,冷却时间可达6h,组件的开路电压提高6%,功率提高10%.     

被部分遮挡的串联光伏组件输出特性

以太阳能电池的电流方程和电路的基本理论为基础,对带有旁路二极管的串联组件在被部分遮挡的情况下的输出过程进行了细致的物理分析,并将其划分为旁路二极管导通和阻断两个阶段,从理论上推导出可以运用分段函数准确描述被部分遮挡的串联光伏组件电流和功率输出特性.对两个串联的光伏组件在非均匀光照下的电流和功率情况进行了实验验证,结果证明了文中所提方法的正确性和可行性:①分段函数法可以对被部分遮挡的带有旁路二极管串联光伏组件的电流和功率输出特性进行准确描述;②传统的MPPT法的基础,即功率输出曲线的单峰性,已经失效,因而有必要对跟踪方法进行改进.     

太阳能光伏组件伏安特性实验研究

太阳能光伏技术作为可持续利用的新能源技术,已经得到了广泛的关注.实验设计测试了太阳能电池的伏安特性及输出功率特性.实验测试得到了光伏组件串联与并联的伏安特性和输出功率与单片光伏组件的性能具有很好的一致性,可以根据输出电压、电流及功率需要对太阳能光伏组件进行组合.     

光伏发电MPPT的灰色模糊PID控制

分析了光伏电池的输出特性.根据光伏电池的功率-电压曲线,在已有控制算法的基础上,采用灰色模糊/PID双模控制,即在外界环境或者负载发生变化,导致远离最大功率点时,采用模糊控制进行控制,使系统能够快速跟踪到最大功率点.由于模糊控制属于有差控制,在最大功率点附近仍然有震荡,造成一部分功率损失,所以当系统工作在最大功率点的附...     

基于扰动观察法的光伏电池最大功率跟踪控制

本文阐述并搭建具有最大功率跟踪控制的光伏电池模型。该模型根据光伏电池输出特性数学模型,利用厂家提供的光伏电池基本参数拟合出其电压-电流与电压-功率曲线,并利用扰动观察法使其工作在最大功率点附近,为其深入设计与应用打下良好基础。     

光伏电池的最大功率跟踪以及并网逆变

光伏并网系统成本昂贵是阻碍其市场应用的重要原因,采用无直流传感器的光伏电池最大功率跟踪,在一定程度上降低了控制系统的成本,成为目前研究的热点内容。但目前文献提出的无传感器的光伏电池输出电流、电压的估算方法在估算精度、实时性、以及动态响应能力方面都具有一定的缺陷,使光伏电池的最大跟踪难以达到满意的效果,从而影响到光伏并网系统的输出性能。针对以上问题,提出了基于自适应滑模观测器实现的光伏电池输出电压的估算。该算法对外来干扰,模型参数误差具有良好的抑制能力和对光伏电池输出电压的跟踪具有良好的实时性、精确度。仿真和实验结果均验证了的通过该自适应滑模观测器实现的光伏电池最大功率跟踪和系统的输出具有良好的性能。     

光伏并网发电控制系统的研究

针对光伏并网发电系统的控制方法,分析了太阳能电池的基本原理,给出了太阳能电池的功率输出特性;为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,给出了采用电导增量法的太阳能电池最大功率点跟踪的控制策略;对于光伏并网逆变器,采用的是全桥逆变电路,其直流侧为电压型输入,交流侧为电流型输出,并通过滞环比较的控制方式对并网输出电流进行控制;最后建立了并网发电系统的仿真模型并进行仿真,结果显示并网电流能够很好的跟踪电网电压。     

云南师范大学100 kWp光伏建筑一体化系统性能退化分析

对位于云南师范大学的光伏建筑一体化(BIPV)系统连续运行7 a后的性能退化进行了研究.结果表明,该光伏系统的长期运行性能并无明显下降,测得系统效率PR衰减率为0.87%/a,光伏组件的退化率为0.79%/a,均符合晶体硅光伏组件合理衰减范围.     

基于MPPT棉花滴灌无线控制光伏供电系统的优化设计

本文针对新疆兵团棉花滴灌无线控制系统研究其适用的光伏供电系统。通过分析光伏阵列及供电系统特性发现其输出性能受光照强度和温度的影响较大,导致功率输出不稳定。为使供电系统高效稳定运行,引进最大功率点跟踪(MPPT)控制算法,对常用算法的优缺点进行分析,采用固定电压法和变步长扰动观察法相结合的改进型扰动观察法对供电系统进行优化设计,并利用Matlab/Simulink对改进后的光伏供电系统进行建模与仿真,验证该算法的可行性。仿真分析结果表明:优化后的光伏供电系统响应速度快,功率输出稳定,能保证棉花滴灌无线控制系统的可靠运行,说明该系统具有较好的使用价值。     

局部阴影条件下光伏电池输出特性实验研究

光伏电池在运行期间容易受到周围建筑物、树木和电线杆以及天空中的乌云等影响,导致输出特性变坏,能量输出能力降低。本文根据光伏电池的数学模型,搭建具体系统,对阴影遮盖条件下光伏电池输出特性进行了研究。实验结果表明：阴影对电压、电流影响很大且不成比例,当阴影遮盖面积超过1/2后光伏电池输出功率降到原来的1%。     

接触压力对温差发电系统性能的影响

基于自行搭建的温差发电系统性能测试平台,以温度、开路电压、内阻、最大输出功率作为性能参数,研究接触压力对温差发电系统性能的影响规律.研究结果表明:在温差发电系统冷、热端温度均相同的情况下,接触压力增大,则系统开路电压和最大输出功率增大,但增大的幅度随压力的增大而逐渐减小;在温度一定的情况下,接触压力的大小对温差发电片内部的接触电阻影响不大;接触压力对温差发电系统冷、热端温度的瞬态响应特性影响不大,但对系统开路电压的瞬态响应特性影响很大,接触压力增大,则开路电压的瞬态响应速率加快.研究结果证明接触压力对温差发电系统的性能具有显著的影响.