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专利号: 201710209412X
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-07-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种太阳能电池最大功率点参数求解方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:建立太阳能电池理想电路模型和一般电路模型;

步骤二:计算理想电路模型下最大功率点参数;

步骤三:在一般等效电路模型中,根据理想电路模型下最大功率点参数和基尔霍夫定律推导出一般等效电路模型下,最大功率点参数求解公式;

在步骤一中太阳能电池理想电路模型的数学表达式为:

太阳能电池的一般等效电路的数学表达式为:

式中:Iideal、Videal分别是理想电路模型下太阳能电池输出电流和电压;I、V分别是一般电路模型下太阳能电池输出电流和电压;Iph是太阳能电池的光生电流;Io是反向饱和电流;

q是一个电子的电荷量;k是玻尔兹曼常数;T是太阳能电池的温度;n是太阳能电池的理想因数;Rs、Rsh为太阳能电池内部串联和并联电路电阻,主要用来表征电池内部电流损耗;

在步骤二中,理想电路模型下最大功率点参数求解方法为:对太阳能电池理想电路模型的数学表达式求导,得到理想模型下太阳能电池输出电流关于电压的倒数关系式:理想电路模型下太阳能电池输出的电流关于电压的导数在太阳能电池处于最大功率点位置时等于太阳能电池的短路电流和开路电压的比值的相反数: 其中:Isc、Voc为理想太阳能电池对应的短路电流和开路电压;由此求出理想模型下,最大功率点电压:由理想模型下太阳能电池输出电压与电流的关系得理想模型下最大功率点处电流:短路电流Isc与太阳电池的光生电流Iph之间关系式为:Isc=Iph;

开路电压Voc与太阳能电池的光生电流Iph之间关系式为:在步骤三中,由理想电路模型在最大功率点时,一般等效电路也处于最大功率点处,在太阳能电池的一般等效电路中,结合理想模型下最大功率点电流和最大功率点电压,同时利用基尔霍夫定律求得一般等效模型下,最大功率点电压Vmpp、最大功率点电流Impp和最大功率Pmpp分别为:Pmpp=Vmpp·Impp;

进一步包括步骤四:对一般等效电路模型下得到的最大功率点参数求解公式进行简化,忽略最大功率点参数求解公式的次要部分,推导出理想模型下最大功率点电压和电流的近似计算式;

进一步还包括步骤五:引入太阳能电池标准测试条件下最大功率点电压Vmpp_ref和最大功率点电流Impp_ref,由一般等效电路模型参数求解公式、理想模型下最大功率点电流电压近似计算式得出一般等效电路模型下最大功率点处参数近似线性估算公式;

太阳能电池的光生电流Iph和反向饱和电流Io计算式分别为:Iph_ref、Voc_ref分别为标准测试条件下的太阳能电池短路电流和开路电压,μI、μV分别为太阳能电池的短路电流温度系数和开路电压温度系数,标准测试条件下温度为Tr,日照强度为Sref;

光生电流Iph、反向饱和电流Io计算式带入理想模型下最大功率点电压电流计算式中得到理想模型下最大功率点电流和电压的近似计算式分别为:步骤五,由一般等效电路模型参数求解公式、理想模型下最大功率点电流电压近似计算公式得出一般等效电路模型下最大功率点处参数近似线性估算公式分别为:Pmpp=Vmpp·Impp。