Matlab太阳能光伏电池的模型研究

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摘要建立光伏电池模型并对其进行特性分析是光伏发电技术研究的前提和基础。本文分析了光伏发电原理，给出了光伏电池数学模型。光伏电池的数学模型分为原理模型和工程模型；基于Matlab软件建立了两类数学模型的仿真模型，合理地选择参数，得出了光伏电池在不同工作环境下的输出特性曲线。分析比较了两类光伏电池模型特性曲线，仿真结果表明原理模型更精确，但未知参数较多，实用性较差；而工程模型参数少，精确度不高，实用性好。并利用光伏阵列工程数学模型，分析局部阴影条件下光伏阵列的输出特性。64368

毕业论文关键词光伏电池原理模型工程模型特性曲线阴影效应

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Research of Photovoltaic Cell Models

Abstract Photovoltaic cell model and its characteristics analysis is the prerequisite and basis of the photovoltaic technology research．In this paper，photovoltaic principle is analyzed and mathematical model of the photovoltaic cell is given．The photovoltaic cell model is pided into the principle model and the engineering mode1．This paper constructs the two kinds of models and obtains the output characteristic curves in different operation conditions．The both curves are compared and analyzed．The result shows that the principle model is more precise than the engineering model but its practical applicability is not better than the engineering mode1’s．Use the mathematic model of arrays established in this paper，to analyze the output characteristics of the photovoltaic arrays under partial shadow．

KEY WORDS photovoltaic(PV)cell principle model engineering model characteristic curve shadow effect

1 绪论 1

1.1发展光伏发电的意义 1

1.2 国内外光伏产业的发展及趋势 3

1.3 本课题的意义 4

2 原理介绍 5

2.1 光伏电池工作原理 5

2.2 太阳辐射 6

3 光伏电池原理模型 8

3.1 原理介绍 8

3.2 仿真建模 11

3.3 光伏特性分析 12

4 光伏电池工程模型 15

4.1 原理介绍 15

4.2 建模仿真 18

4.3 本章小结 27

5 局部阴影条件下光伏模组的建模与分析 28

5.1 背景介绍及模型改进 28

5.2 局部阴影下串联阵列的特性 29

5.3 局部阴影下并联阵列的特性 31

结　论 34

致谢 35

参考文献 36

附录 A 太阳能电池嵌入函数 38

附录 B 光伏电池模拟器波形 39

1 绪论

1.1 发展光伏发电的意义

人类的生活需要能源。我们除了需要食物中的能量来维持身体所需以外（100W），平均还需要大约是食物中30倍的能量来满足我们的日常生活[1]。而电能几乎可以用作任何用途，是能源最重要的形式之一。利用太阳能电池通过光电转换生产电能，是人类历史上首次不通过植物而是直接利用太阳能就能制出高品质能量。任何可持续的能源供给都必须基于太阳能，所以光电能量转换是一种十分重要和先进的能源生产方式。由于目前太阳能光伏发电成本较高，其大规模推广应用还存在一定的困难，但是，长远来看，随着技术的进步，以及其它能源利用形式的逐渐饱和，太阳能光伏发电会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。根据欧洲JRC的预测，到2030年可再生能源将在总能源结构中占到30%以上，太阳能光伏发电将占世界总电力供应的10%以上；2040年可再生能源占总能耗50%以上，太阳能光伏发电将占世界总电力的20%以上；到 21世纪末可再生能源将在能源结构中占到80％以上，光伏发电占到60%以上。光伏发电显示出重要战略地位，有着不可估量的发展潜能[2]。大力发展光伏发电意义深远，主要有以下几个方面。论文网