提高光伏陣列使用效率的若干問題研究.pdf

1、從可獲得的文獻(xiàn)來看,針對太陽能光伏發(fā)電的研究到目前為止已經(jīng)不少,但大多集中在如何提高光伏電池的光\電轉(zhuǎn)換效率上.就影響設(shè)備發(fā)電效率而言,太陽能發(fā)電設(shè)備中一個不可缺少的部件――光伏電池的作用可謂不小,而針對它的利用效率的研究,少有報告.目前所使用的光伏電池有兩個突出的不足之處,即:
　　(1)電池陣列工作時容易受到日照強(qiáng)度和電池板溫度影響,兩者的多變性造成陣列難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時最優(yōu)輸出;
　　(2)只能晴天工作,夜間、陰雨天氣無法輸

2、出電.電池陣列應(yīng)有的硬件使用潛能因而無法充分得到發(fā)揮.
　　以解決上述兩個問題為出發(fā)點(diǎn),本文圍繞如何提高光伏電池的使用效率進(jìn)行討論.著重分析在光伏電池光\電轉(zhuǎn)換效率η0確定的前提下,如何通過技術(shù)手段提高光伏電池陣列使用效率ηu,從而獲得更高的總效率ηT=η0ηu.本研究工作的重點(diǎn)內(nèi)容可以簡要地概括為以下幾個方面:
　　第一,利用半導(dǎo)體和數(shù)學(xué)知識對代表硅光伏電池最重要特性的I-U特征方程進(jìn)行了系統(tǒng)推導(dǎo),從源頭上對光伏電池的輸出

3、特性進(jìn)行深入分析.將微分求極值方法應(yīng)用到光伏電池輸出特性中,通過Matlab編程計算得到(Um, Im)和(Pm, RLm)兩個二維表,并用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法得出光伏電池三大指標(biāo):最佳電壓Um、最佳電流Im和最大功率Pm的溫度系數(shù)、光強(qiáng)系數(shù)和效率系數(shù).從而實(shí)現(xiàn)了通過具體系數(shù)值對光伏電池的輸出特性進(jìn)行量化分析和描述.
　　第二,基于光伏電池輸出特性的研究,就光伏陣列使用效率給出更具有操作性的的定義.分析了導(dǎo)致目前光伏發(fā)電中光伏陣列使用效率

4、低下的可能原因,并提出解決所存在問題的兩個技術(shù)途徑:
　　(1)延長光伏系統(tǒng)有效工作時間.設(shè)計了太陽能夜間發(fā)電模型,用理論和實(shí)驗(yàn)雙重驗(yàn)證了該模型有電流輸出.相比現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng),該模型不但使光伏陣列有效工作時間延長到了晚上,更為開拓長余輝儲能材料應(yīng)用領(lǐng)域尤其是進(jìn)入光伏發(fā)電領(lǐng)域提出新的研究思路;
　　(2)用三點(diǎn)比較法實(shí)現(xiàn)光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking:MPPT).該法采用變