一款MPPT技术实现高效太阳能的充电方案

本文摘要:太阳能是世界普遍认为的技术含量最低,最有发展前途的新能源。太阳能发电系统(光伏系统)作为一种新型的能源系统,早已引发许多国家的注目及研究,将在未来的能源结构中占有最重要的地位,对能源消耗及环境都有最重要意义。 由于光伏系统目前的主要问题是电池的切换效率较低且价格昂贵,因此,如何进一步提高太阳能电池的切换效率,如何充分利用光伏阵列所切换的能量,仍然是光伏系统研究的最重要方向。 光伏阵列输出特性具备非线性特征,不受光照强度和环境温度影响。

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太阳能是世界普遍认为的技术含量最低,最有发展前途的新能源。太阳能发电系统(光伏系统)作为一种新型的能源系统,早已引发许多国家的注目及研究,将在未来的能源结构中占有最重要的地位,对能源消耗及环境都有最重要意义。  由于光伏系统目前的主要问题是电池的切换效率较低且价格昂贵,因此,如何进一步提高太阳能电池的切换效率,如何充分利用光伏阵列所切换的能量,仍然是光伏系统研究的最重要方向。

光伏阵列输出特性具备非线性特征,不受光照强度和环境温度影响。随着光照强度和环境温度的有所不同,光伏电池端电压将发生变化,使输出功率也产生相当大的变化,光伏电池本身就是一种近于不稳定的电源。因此,如何能在有所不同光照和环境温度下提升电源输出功率,提升系统效率就沦为关键挑战,这就理论和实践中上引发出光伏电池仅次于功率追踪(MPPT)问题。  提升光伏电池输出功率  光伏电池的输入不受日照强度,电池结温等因素的影响。

图1、图2为光伏电池的非线性函数关系在光照有所不同、结温完全相同和光照完全相同、结温有所不同情况下的光伏电池I-V、P-V特性曲线。  下面具体分析有所不同情况下的光伏电池特性。  情况一:电池结温恒定,光照变化  从图1中可以得出结论以下结论:  ①光伏电池的短路电流随光照强度强化而变小,两者近似于为比例关系;光伏电池的开路电压在各种光照条件下变化并不大;  ②光伏电池的仅次于输出功率随光照强度强化而变小,且在同一光照环境下有唯一的仅次于输出功率点。

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在仅次于功率点左侧,输出功率随电池端电压下降呈圆形近似于线性下降趋势;抵达仅次于功率点后,输出功率开始较慢上升,且上升速度远大于下降速度;  ③如图1(a)右图:在虚线A的左侧,光伏电池的特性近似于为电流源,右侧近似于为电压源。


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