[发明专利]一种太阳能电池最大功率点跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池最大功率点跟踪方法。 

背景技术

太阳能光伏发电具有无污染、无噪声、取之不尽、用之不竭等优点，且除阳光外无需生产材料，是一种具有广阔前景的绿色能源，在未来系统中占有重要的地位。 

太阳能电池输出功率与光照、环温和负载情况有关，并且在一定的在光照、环温和负载情况下存在唯一的最大功率点(MPP)。为了提高发电效率，需要对最大功率点进行跟踪。目前太阳能电池电池最大功率点跟踪方法很多，最常用的有恒定电压跟踪法(CVT)、扰动观察法(P&Q)和增量电导法(INC)等。 

恒定电压跟踪法(CVT)的原理是在温度一定时，不同光强下太阳能电池的最大功率点对应电压几乎落在同一点上，使太阳能电池工作在这点固定电压上，即可实现太阳能电池的最大功率点跟踪。扰动观察法(P&Q)的原理是通过将本次太阳能电池的输出功率和上次的比较来确定增加或减少太阳能电池的工作电压来实现太阳能电池的最大功率点跟踪。增量电导法(INC)的原理是通过太阳能电池输出的动态电导值(dI/dV)与静态电导的负数(-I/V)比较，以判断调节太阳能电池输出电压方向的一种最大功率点跟踪方法。 

上述方法中，恒定电压跟踪法(CVT)是一种近似最大功率点跟踪方法，当温度发生变化时，并不能准确地进行跟踪。而扰动观察法(P&Q)和增量电导法(INC)都是通过循环迭代计算逼近最大功率点，跟踪的时间和精度受步长影响，步长越大，跟踪时间越短，精度越低，步长越小，跟踪时间越长，精度越高。 

发明内容

本发明之目的是：提出一种太阳能电池最大功率点跟踪方法，实现快速准确地最大功率点跟踪，克服现有技术中的不足。为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案： 

一种太阳能电池最大功率点跟踪方法，其特征是太阳能电池的输出功率/电压曲线在最大功率点处附近为左右对称的单峰曲线，可近似为以最大功率点为顶点，最大功率点处电压为对称轴的抛物线曲线，通过检测该部分曲线上三组功率/电压数据，求解抛物线方程，抛物线方程的极值点即为太阳能电池的最大功率点，该方法步骤如下： 

步骤一，三组功率/电压数据检测点的确定方法 

在光照状态下，太阳能电池的输出特性可近似为二极管特性，电流随电压指数变化。如果将太阳能电池视为恒流源，将半导体材料体电阻、电极与半导体材料接触电阻、电极导体电阻和金属导体电阻视为串联电阻，将电池边缘漏电流和电池金属桥漏电流等效为并联电阻，可获得太阳能电池等效电路，其输出特性的电流与电压间关系如式(1)： 

I=Iph-Io[eq(U+IRs)AKT-1]-(U+IRs)Rp---(1)]]>

其中，I输出电流(A)，U输出电压(V)，I_ph光生电流(A)，R_s串联电阻(Ω)，R_p并联电阻(Ω)，A二极管理想常数，I_o二极管反向饱和漏电流(A)，q电荷量1.6×10^-19C，K玻尔兹曼常数1.38×10^-23J/K；T环境温度(℃)；