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太陽光照對(duì)太陽能江蘇燈塔蓄電池的影響
太陽光照對(duì)太陽能江蘇燈塔蓄電池的影響
太陽能燈塔蓄電池的性能參數(shù)在特定的太陽光照強(qiáng)度和溫度下，太陽能電池的/V特性如所示，其中4為短路電流，V開路電壓，/m為大功率點(diǎn)電流，Vm為大功率點(diǎn)電壓，/m和Vm的乘積（Pm=/mVm）為電池的大輸出功率。在匕左側(cè)為近似恒流源段，右側(cè)為近似恒壓源段?？梢钥闯?，太陽能電池是個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其特性受自身工藝參數(shù)、太陽能電池溫度以及外界光照強(qiáng)度等因素的影響。
燈塔通信電池的典型I-V曲線除了參數(shù)Isc，Vc和Pm之外，填充因子（FF）和光電轉(zhuǎn)換效率（n）是表征太陽能電池性能的兩個(gè)重要指標(biāo)。其中，填充因子FF表示太陽能電池大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積的比填充因子FF是評(píng)價(jià)太陽能電池輸出性能好壞的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了太陽能電池質(zhì)量的優(yōu)劣。填充因子越大，表明太陽能電池的伏安輸出特性越趨近于矩形，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率就越高，其輸出功率也越大。太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率n定義為大輸出功率Pm與太陽光輸入功率Pin的比值隊(duì)18，即：2太陽能電池的仿真模型由于公式（1）所給出的太陽能電池輸出I-V關(guān)系是個(gè)隱式超越方程，電流強(qiáng)度I無法通過初等函數(shù)用其它物理量顯性表達(dá)出來，為了研究日照強(qiáng)度和內(nèi)部電阻對(duì)太陽能電池光伏性能的影響，本文根據(jù)太陽能電池的直流等效電路模型，利用Matlab建立其仿真模型，如所示。當(dāng)光照強(qiáng)度恒定時(shí)，光生電流Il不隨電池的工作狀態(tài)而改變，可以用一個(gè)電流源來表示。中電壓表1測量外加負(fù)載R上的輸出電壓V，而電壓表2的測量值則表示V +IRS.示波器1，2，3分別用于顯示太陽能電池的輸出電流、輸出電壓和輸出功率。
燈塔太陽能電池的仿真模型Fig.隨光生電流Il的增加而增大，特別是，4的變化與光生電流Il的變化幾乎成正比例關(guān)系，說明了太陽能電池的短路電流與光照強(qiáng)度成正比。
光照強(qiáng)度對(duì)太陽能電池I-V特性的影響Fig. 3結(jié)果與討論3.1日照強(qiáng)度對(duì)太陽能燈塔蓄電池光伏性能的影響曰照強(qiáng)度的大小是直接影響太陽能電池輸出電能的一個(gè)重要因素。日照強(qiáng)度越強(qiáng)，則太陽能電池的輸出功率就越大，反之則輸出功率就越小。由于電池的光生電流Il隨日照強(qiáng)度而成正比例變化M，因此，可以通過改變Il的數(shù)值來模擬不同日照強(qiáng)度下太陽能電池的伏安特性和輸出功率曲線。仿真參數(shù)分別設(shè)置為I.=8x10-4A，T=300IKRp=14a 12，對(duì)光生電流Il賦予不同的數(shù)值進(jìn)行仿真，可得一組輸出電流、輸出電壓和輸出功率。為不同光生電流Il時(shí)太陽能電池的伏安特性曲線，當(dāng)Il為6，1.和15A時(shí)，太陽能電池的短路電流4分別為6.01，10. 08和14.96A，對(duì)應(yīng)的開路電壓VOT分別為0.72，0.77和0.8.V，可見，心對(duì)太陽能電池的4和V都具有明顯的影響。結(jié)果表明和V光照強(qiáng)度對(duì)太陽能電池輸出功率的影響Fig.5Effectofilluminationintensity為不同光生電流4時(shí)太陽能電池輸出功率P隨外加負(fù)載R而變化的曲線，從圖中看出，對(duì)于個(gè)特定的4，輸出功率P與負(fù)載R密切相關(guān)，隨著R的增加而迅速增大，但是當(dāng)R超過某一個(gè)數(shù)值時(shí)，P卻隨R的增加而減小，這說明太陽能電池的輸出功率呈現(xiàn)非線性特性，并且每條曲線都存在一個(gè)大功率點(diǎn)。由可知，當(dāng)4為6，10和15A時(shí)，太陽能電池的大輸出功率Pm分別為2.67，4.56和6.59W，對(duì)應(yīng)的佳負(fù)載R分別為0.097，0.063和0.045n，太陽能電池的大輸出功率Pm隨光生電流11的增加而增大（見）。利用公式（2）容易計(jì)算出太陽能電池的填充因子FF，它隨光生電流的變化如所示，光照強(qiáng)度增加時(shí)，太陽能電池的填充因子略有減小，這說明太陽能燈塔電池的伏安輸出曲線偏離理想的矩形形狀，因此相應(yīng)的光伏性能也變差。
太陽光照對(duì)太陽能江蘇燈塔蓄電池的影響