太阳能电池M建模ppt课件
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太阳能电池PPT课件
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太阳能电池的发展历程及现状
我国对太阳能电池的研发工作十分重视。国家发改委 制定的“ 光明工程 ”将筹资100亿元用于推进太阳能发电 技术的应用，计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容 量达到300兆瓦。
目前，我国已有10条太阳能电池生产线，年生产能力 约为4.5MW，其中8条生产线是从国外引进的。在这8条 生产线中，有6条单晶硅太阳能电池生产线，2条非单晶硅 太阳能电池生产线。
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太阳能电池的原理
当P型和N型半导体结合在一起时 ， 在两种半导体的 交界面区域里会形成一个特殊的薄层 ，界面的P型一侧带 负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型 半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到 P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由 N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后， 就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。
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太阳能电池的发展历程及现状
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太阳能电池的发展历程及现状
根据Dataquest的统计资料显示，目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中。其中有95个国 家正在大规模地进行太阳能电池的研究开发，积极生产各 种相关的节能新产品。
目前，许多国家正在制定中长期太阳能开发计划，准 备在21世纪大规模开发太阳能：美国能源部推出了“ 国 家光伏计划”和“太阳能路灯计划” ；日本提出了“阳 光计划” ；日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家决定携 手合作，在亚洲内陆和非洲沙漠地区建设世界上规模最大 的太阳能发电站。
因此，开发一种储量巨大、清洁、无污染的可再生能 源已经成为当今社会的广泛共识。
与常规能源相比，太阳能具有三大优势： 其一，它是人类可以利用的最丰富的能源。据统计， 在过去的漫长的十几亿年中，太阳只消耗了它本身能量的 2%。按照这种速度计算，太阳足以供给人类使用几十亿 年，可谓取之不尽、用之不竭。
光伏太阳能电池基本知识PPT课件
太阳常数：f=1.366KW/m2 （1瓦=1焦耳/秒） 表征的是到达大气顶（大气层上界）的总太阳能量（包含整个太阳光谱）值。
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太阳辐射——地球表面的太阳辐射
当入射到地球大气层的太阳辐射相对稳定时，影响地球表面辐射的主要因素是: 大气效应，包括吸收和散射 当地大气质量的不同，如水蒸气、云层和污染 纬度位置不同 一年中季节的不同和一天里时间的不同
1 e V 1 .6 0 1 1 2 0 J 9
能量与波长之间的关系： E（eV）=1.24/λ（μm）
通过上面的公式，可求出特定波长的光子的能量大 小。
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太阳辐射——太阳常数
定义：在日地平均距离处，与太阳光束方向垂直的单位面积上，单位时间内所接收到的 太阳总辐射能。这个常数的值及其光谱已经被定为标准值，叫作大气质量为零的辐射（ AM0）。
一般用波长（符号为λ）或相对应的能量（符号为E） 来描述一个光子的特性。 子的能量与波长之间存在反比例 关系，方程如下：
E=hc/ λ 其中h是普朗克常数，c表示光速。 当描述光子、电子等粒子时，共同使用的能量单位是 “电子伏特”（eV），而不是“焦耳”（J）。一个电子 伏 特的能量相当于把一个电子的电势提高一伏所需要的功， 所以
材料特点：均为半导体。
7
太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
8
各种太阳能电池的效率（实验室电池）
9
太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：染料敏化纳米晶太阳能电池成本仅为常规电池的1/8至 1/10。
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太阳辐射——地球表面的太阳辐射
当入射到地球大气层的太阳辐射相对稳定时，影响地球表面辐射的主要因素是: 大气效应，包括吸收和散射 当地大气质量的不同，如水蒸气、云层和污染 纬度位置不同 一年中季节的不同和一天里时间的不同
1 e V 1 .6 0 1 1 2 0 J 9
能量与波长之间的关系： E（eV）=1.24/λ（μm）
通过上面的公式，可求出特定波长的光子的能量大 小。
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太阳辐射——太阳常数
定义：在日地平均距离处，与太阳光束方向垂直的单位面积上，单位时间内所接收到的 太阳总辐射能。这个常数的值及其光谱已经被定为标准值，叫作大气质量为零的辐射（ AM0）。
一般用波长（符号为λ）或相对应的能量（符号为E） 来描述一个光子的特性。 子的能量与波长之间存在反比例 关系，方程如下：
E=hc/ λ 其中h是普朗克常数，c表示光速。 当描述光子、电子等粒子时，共同使用的能量单位是 “电子伏特”（eV），而不是“焦耳”（J）。一个电子 伏 特的能量相当于把一个电子的电势提高一伏所需要的功， 所以
材料特点：均为半导体。
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太阳能电池的种类（按材料的种类区分）
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各种太阳能电池的效率（实验室电池）
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太阳能电池的发展趋势
太阳能电池发展瓶颈：效率、稳定性、成本。 以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29%，按目前的技术路线， 提升效率的难度已经非常大。 薄膜太阳能电池由于具有大面积沉积、低材料消耗及可在低成本基板上制作，有较大 的成本下降潜力的优点，其发展前景非常看好，成为阶段发展研究的重点。 第三代太阳能电池不断出现：染料敏化纳米晶太阳能电池成本仅为常规电池的1/8至 1/10。
太阳能电池优秀课件
2 、光电导效应
电子能量
在光线作用下，电子吸收光
子能量从束缚状态过渡到自由
hv
状态，而引起材料电导率的变
导带 Eg
价带
化，这种现象被称为光电导效
应。
当光照射到半导体光电导材料上时，若光辐
射能量足够强，材料价带上的电子将被激发到导
带,从而使材料中的自由载流子增加，致使材料
的电导变大。
光电导产生的条件
6、温度效应
太阳能电池用半导体的禁带 宽度的温度系数为负，随温度 上升带隙变窄，会使短路电流 略有上升，但同时会使I0增加， Voc下降。
综合所有参数，转换效率随 温度上升而下降。
7、辐照效应 作为卫星和飞船的电源，太阳电池必然暴露
在外层空间的高能粒子的辐照下。高能粒子 辐照时通过与晶格原子的碰撞，将能量传给 晶格，当传递的能量大于某一阈值时，便使 晶格原子发生位移，产生晶格缺陷。这些缺 陷将起复合中心的作用，从而降低少子寿命。 大量研究工作表明，寿命参数对辐照缺陷最 为灵敏，也正因为辐照影响了寿命值，从而 使太阳电池性能下降。
理想情况下的效率
舍弃太阳光中波长大于长波限的光 谱，在理想情况下，能量大于禁带宽 度的光子全部被材料吸收形成光电流， 显然，最大短路电流Isc仅与材料的带隙 有关。
理想情况下Voc为：
Voc
kT q
ln
I ph I0
1
式中Iph为光生电流，I0为二 极管饱和电流：
I0
A
qDn
n2 i
LN nA
图一
将表面制成金字塔型的组织结构，以减少光的反射 量。
将金属电极埋入基板中，以减少串联电阻。(图二)
图二
减少背电极与硅的接触面积，以减少因金属与硅的 接合处引入的缺陷， (图三)
《太阳能电池》课件
交通工具用电
太阳能汽车
利用太阳能电池板为电动汽车提供动力，减少对传统能源的依赖。
太阳能飞机
在飞机上安装太阳能电池板，为飞机提供辅助动力，减少燃油消耗。
04
太阳能电池的优缺点
优点
环保性
太阳能电池利用太阳能 进行发电，不产生任何 污染物，对环境友好。
可持续性
太阳能资源丰富，且可 再生，使用太阳能电池 有助于实现能源的可持
多元化应用
除了家庭和工业应用外，太阳 能电池在交通、航空航天等领
域的应用也将得到拓展。
05
太阳能电池的制造与维护
制造过程
制造流程
制造设备
从原材料的选取、加工、组装到成品 测试，太阳能电池的制造过程需要经 过多个环节。
制造太阳能电池需要一系列专业设备 ，包括晶体生长炉、表面处理设备、 电极制备设备等。
更换损坏组件
对于损坏或老化严重的组件，需要及时更换，以保证整个系统的 稳定性和效率。
使用注意事项
安装角度与方向
安装太阳能电池板时，应考虑当地的气候和太阳高度角，使电池 板与太阳光垂直，以获得最大的能量转换效率。
避免遮挡
确保太阳能电池板周围没有遮挡物，以免影响光线的照射和能量的 转换。
定期检查系统
定期检查整个太阳能发电系统，包括电池板、控制器和储能设备等 ，确保系统正常运行并延长使用寿命。
商业用电
商业屋顶光伏电站
大型商业建筑如商场、办公楼等可安 装太阳能电池板，满足部分电力需求 ，降低运营成本。
光伏照明系统
太阳能路灯、景观灯等为商业区提供 照明，节能环保且维护成本低。
公共设施用电
01
公共建筑如图书馆、博物馆等可 利用太阳能电池板提供部分电力 ，降低建筑运营成本。
《太阳能电池及材料》课件
敏化太阳能电池，具有较低的生产成本和较高的光电转换效率。
其他新型太阳能电池技术
钙钛矿太阳能电池
利用钙钛矿材料作为吸光层，制备出高效低成本 的太阳能电池。
异质结太阳能电池
通过在硅基太阳能电池表面制备一层薄薄的异质 结，提高光吸收和光电转换效率。
串联太阳能电池
将不同类型或不同波段的太阳能电池串联起来， 以提高光电转换效率和拓宽光谱响应范围。
太阳能电池技术
03
晶体硅制备技术
01
02
03
提纯技术
通过化学气相沉积、区熔 法等技术，将硅元素提纯 至99.9999%以上，以满 足太阳能电池制造的需求 。
单晶硅制备技术
通过直拉法、悬浮区熔法 等技术，制备出高质量的 单晶硅，以提高太阳能电 池的光电转换效率。
多晶硅制备技术
通过定向凝固、烧结法等 技术，制备出多晶硅，降 低生产成本，提高产量。
太阳能电池的种类与特点
晶体硅太阳能电池
染料敏化太阳能电池
效率高、技术成熟、应用广泛，但成 本较高。
制造成本低、可印刷制备、颜色可调 ，但稳定性较差。
薄膜太阳能电池
成本低、制造工艺简单、可弯曲，但 效率相对较低。
太阳能电池的应用领域
光伏发电
将太阳能转换为电能， 用于家庭、工业和商业
领域。
太空探测器能源
太阳能电池的挑战
05
与解决方案
提高光电转换效率的挑战与解决方案
挑战：目前太阳能电池的光电转换效率 普遍较低，限制了其应用范围和发电效 果。
引入光学元件和热力学技术，减少能量 损失，提高太阳能电池的能量收集效率 。
优化太阳能电池的制造工艺，提高生产 效率和产品质量。
解决方案
二章太阳能电池的基本原理及其结构-PPT精品
同質接面型太陽能電池元件 (Homo-Junction Solar Cell)
異質接面型太陽能電池元件 (HeteroJunction Solar Cell)
39
2-3太陽能電池的製作
透明電極
金屬電極
(c) 可 繞 曲 非 晶 矽 型 太 陽 能 電 池 構 造
光
a-p a-i
n-Si
a-i a-p
光
(d) 附 有 本 質 膜 異 質 接 面 HIT 型 太 陽 能 電 池 構 造
圖2-3 p-n接面型太陽能電池元件的基本結構及其組成
34
2-2太陽能電池的基本結構
接面區域 電子
2-1-1量子力學以及光電效應
一般太陽能電池所使用的核心材料是半導 體材料，在自然界中的半導體材料種類：
有機半導體材料 無機半導體材料
在無機半導體材料方面：
矽系列半導體材料 化合物系列半導體材料 陶瓷系列半導體材料
29
2-1-1量子力學以及光電效應
在矽材料之中，摻雜第五族的元素於其內， 則所形成的半導體是帶有較多電子的n型 半導體
(1) 元 件 結 構
(2) 能 帶
本 質 費 米 能 階 (E Fi) 費 米 能 階 (EF )
(3) 電 荷 密 度 ( ,C oul / cm 3 ) (4) 電 場 分 佈
空間電荷區域
p
Xp
n
Xn
(qVbi) 電 位 能 障 礙
E Fi
qNd
Xp
Xn
X p 電 場 (E) qN a
37
2-2太陽能電池的基本結構
若太陽能電池有串聯電阻負載的時候，則
其等效電路示意圖，如圖2-7所示
串聯電阻 電流 (I) Rs
異質接面型太陽能電池元件 (HeteroJunction Solar Cell)
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2-3太陽能電池的製作
透明電極
金屬電極
(c) 可 繞 曲 非 晶 矽 型 太 陽 能 電 池 構 造
光
a-p a-i
n-Si
a-i a-p
光
(d) 附 有 本 質 膜 異 質 接 面 HIT 型 太 陽 能 電 池 構 造
圖2-3 p-n接面型太陽能電池元件的基本結構及其組成
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2-2太陽能電池的基本結構
接面區域 電子
2-1-1量子力學以及光電效應
一般太陽能電池所使用的核心材料是半導 體材料，在自然界中的半導體材料種類：
有機半導體材料 無機半導體材料
在無機半導體材料方面：
矽系列半導體材料 化合物系列半導體材料 陶瓷系列半導體材料
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2-1-1量子力學以及光電效應
在矽材料之中，摻雜第五族的元素於其內， 則所形成的半導體是帶有較多電子的n型 半導體
(1) 元 件 結 構
(2) 能 帶
本 質 費 米 能 階 (E Fi) 費 米 能 階 (EF )
(3) 電 荷 密 度 ( ,C oul / cm 3 ) (4) 電 場 分 佈
空間電荷區域
p
Xp
n
Xn
(qVbi) 電 位 能 障 礙
E Fi
qNd
Xp
Xn
X p 電 場 (E) qN a
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2-2太陽能電池的基本結構
若太陽能電池有串聯電阻負載的時候，則
其等效電路示意圖，如圖2-7所示
串聯電阻 電流 (I) Rs
《太阳能电池》PPT课件
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6
太阳能电池的原理
• 最基本的原理——光伏效应(Photovoltaic Effect缩写PV)
• 太阳能电池(光伏)材料主要包括：产生光 伏 效应的半导体材料、薄膜衬底材料、减反 射膜材料、电极与导线材料、组件封装材 料等。
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7
• 电池的分类 单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池 薄膜光伏电池
目前对于某一种光电池材料，只是与其对应的光 谱段。所以，对单晶硅能量转化的效率的理论极限为 27.8%。太阳光中有大量的低能长波光子，降低了太阳 能电池的效率。
提高转换效率和降低成本是太阳能电池制备中考 虑的两个因素，对于目前的硅系太能电池，要想再进 一步提高转换效率是比较困难的。
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22
新型太阳能电池 ——铁电太阳能电池
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8
单晶硅太阳能电池
• P型晶体硅经过掺杂磷可 得N型硅，形成P－N结。
• 当光线照射太阳电池 表面 时，一部分光子被硅材料 吸收；光子的能量传递给 了硅原子，使电子发生了 越迁，成为自由电子在PN结两侧集聚形成了电位 差，当外部接通电路时， 在该电压的作用下，将会 有电流流过外部电路产生 一定的输出功率。
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12
在军事上的应用
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13
在航空领域的应用
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14
卫星上的太阳能电池
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15
在生活中的应用
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16
精选ppt
17
汽车上的太阳能电池
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18
电动玩具上的太阳能电池
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19
在公共设施上的应用
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20
在工农业上的应用
太阳能电池课件
太阳能电池课件太阳能电池课件太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式:辐射），主要表现就是常说的太阳光线。
在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
太阳能电池课件【教学目标】知识与技能1.初步认识太阳的结构，知道太阳是巨大的核能火炉。
2.初步了解太阳是人类资源的宝库。
3. 知道太阳能的利用方式。
过程与方法1、通过观察学习了解太阳能的特点，理解太阳能属于可再生一次能源。
分析化石能源来自太阳能。
提高学生分析归纳能力。
2、通过太阳能的利用方式学习，提高学生综合分析问题的能力。
情感、态度、价值观养成学生开发和利用太阳能的意识，通过光伏产品推广提高创新节能意识。
【教学重点】了解太阳能，结合生产生活实际知道利用太阳能的方式【教学难点】太阳能利用中的能量转化【教学准备】课件多媒体【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一.情境导入【图片展示】你看，在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，平常我们看到的航天器上的类似铁翅膀的装置。
【提出问题】想知道它们的作用吗？思考激疑(设计意图：据新科技和航天技术提出问题让学生讨论，引导学生共同参与，调动学生主动学习的热情和积极性。
）二、合作探究，探究新知：（一）太阳是巨大的核能火炉课件展示1.太阳的结构2.太阳内部时刻发生核聚变（二）太阳能是人类的能源宝库1.化石能源来源于太阳能2.生物质能、风能、水能来源于太阳能（三）太阳能的利用1、光热转化2、光电转化3. 太阳能的优点及不足【自主学习】请同学们阅读课本并回答以下问题：1. 太阳的结构是怎样的？2．太阳为什么是一个巨大的“核能火炉”，是哪一种形式的核能？3.太阳能是以怎样的方式向外传递的？4.太阳的“核能火炉”，永无止境的“燃烧”下去吗？【知识归纳】1.太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。
太阳能电池介绍PPT课件
图3-13 硅光电池的开路电压 和短路电流与光照度关系
池；背面点接触太阳电池；叠层太阳电池等。
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28
3.1 太阳能光伏发电原理
2.太阳电池的技术参数 （1）开路电压（Uoc） 受光照的太阳电池处于开路状态，光生载流子只能积累 于p-n结两侧产生光生电动势，这时在太阳电池两端测得的 电势差叫做开路电压，用符号Uoc表示。 （2）短路电流（Isc） 如果把太阳电池从外部短路测得的最大电流，称为短路 电流，用符号Isc表示。
1.光伏效应
p-n结及两边产生的光生载流子就被内建电场所分离，在p区聚集光 生空穴，在n区聚集光生电子，使p区带正电，n区带负电，在p-n结两 边产生光生电动势。上述过程通常称作光生伏特效应或光伏效应。光 生电动势的电场方向和平衡p-n结内建电场的方向相反。当太阳能电池 的两端接上负载，这些分离的电荷就形成电流。
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14
3.1 太阳能光伏发电原理
5.电子和空穴 电子从价带跃迁到导带（自由电子）后，在价带中留下 一个空位，称为空穴，空穴移动也可形成电流。电子的这 种跃迁形成电子-空穴对。电子和空穴都称为载流子。 电子-空穴对不断产生， 又不断复合。
图3-5 具有一个断键的硅晶体
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15
3.1 太阳能光伏发电原理
n区中产生的光生载流子到达p-n结区n侧边界时，由于内建电场的 方向是从n区指向p区，静电力立即将光生空穴拉到p区，光生电子阻留 在n区。
p区中到达p-n结区p侧边界的光生电子立即被内建电场拉向n区，空 穴被阻留在p区。
空间电荷区中产生的光生电子-空穴对则自然被内建电场分别拉向n 区和p区。
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3.1 太阳能光伏发电原理
图3-12 太阳电池的结构和符号
光伏太阳能电池电池教程ppt精选课件
2021/6/13
ppt精选版
ห้องสมุดไป่ตู้
8
&0.2光伏发电的介绍
而是还作为一种能显著地减少由先进工业国家照成的环境 破坏的影响的方法。
不断增长的市场和光伏发电的鲜明个性意味着比以往
任何时候都多的应用正在以光伏的形式被推动着。这些应
用的领域从几兆瓦的发电站到无处不在的太阳能计算器。
此电子教程旨在提供陆地太阳能发电的概况以向非专业人
E（eV）=1.24/λ（μm）
2021/6/13
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&1.1.2光的基本原理 --光子的能量
通过上面的公 式，可求出特定波 长的光子的能量大 小。
2021/6/13
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22
&1.1.3光的基本原理 --光子通量
光子通量被定义为单位时间内通过单位面积的光子数量：
#（光子数量） s m2
2021/6/13
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&0.3温室效应
球平均温度保持在15°C左右，比月球的高33°C。二氧化 碳强烈地吸收波长在13-19微米波段的辐射，而另外一种大 气气体——水蒸气，能强烈吸收波长在4-7微米波段的辐射。 大多数逃逸出地球的辐射的波长集中在7-13微米波段这个 “窗口”。
人类活动正在不断地向大气排放“人造气体”，这些气 体能吸收波长在7-13微米范围内的辐射，特别是二氧化碳、 甲烷、臭氧、氮氧化物以及含氯氟烃（CFC’S）。这些气体 阻碍了热能的正常逃逸并有可能使地表温度升高。现有的 证据显示，到2030年，起效果的CO2水平将是现在的两倍。 致使全球温度升高1到4度。这将引起风的流动模式和降雨
2021/6/13
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太阳能电池MPPT建模
若vP<0,将扰动步长减去一个常数c,否则步长保持不变;然后由dP/dU的值决定扰动的方向,
若dP/dU>0,保持原扰动方向,若dP/dU<0,将扰动方向变反;用求得的新步长和扰动方向修 正参考电压Ur的值,并更新输出功率的值;如是循环,直至step变为零。
3.1改进后的MPPT模块
3.2改进后的结果与分析
U oc
1.2 光伏电池仿真模型
1.3输出结果与分析
大气温度固定(25℃)，不同日照强度下，光伏模组对日照量变化的特性曲线图：
I-U曲线
P-U曲线
日照强度固定(750W／㎡)，不同大气温度下，光伏模组对温度变化的特性曲线图： I-U曲线
P日照强度下，光伏电池的输出电压和输出电流之间具有
长扰动法。
太阳能电池最大功率点跟踪仿真
组员： 指导教师： 答辩日期：2015.10.22
目 录 / contents
01
光伏电池模块的仿真 最大功率点跟踪技术
02
03
扰动观察法的缺点与改进 总结与展望
04
第一章、光伏电池模块仿真
1.1太阳能电池的等效电路图
(V DV )/(C2VOC ) 1) DI 光伏电池模组的输出特性方程： I Isc[1 C1 (e
2.22扰动观察法仿真結果其及分析
从图中的电压曲线、功率曲线和电流曲线可以看出 , 该系统实现了 对太阳能电池最大功率点的准确跟踪，但是在达到最大功率点后扰
动依然在进行，这会造成能量的损失。
第三章、扰动观察法的缺点及改进
缺点：跟踪稳定时，只能在最大功率点附近振荡运行。
改进方法:采用变步长扰动 首先设定参考电压 Ur和扰动步长step的初值 ;然后检测扰动后光伏电池的输出电压 U和电 流 I,计算出扰动前后的功率变化量 dP和电压变化量 dU;由dP的值决定是否改变扰动步长 ,
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通过给定温度25℃，光照通过timer模块设定在200——1000之间进行扰动变化，
通过搭建boost电路来直接实现扰动法的算法。其中通过PWM脉冲调试来改变
电压，实现波动。
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MPPT模块
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PWM模块
如图 PWM模块基于占空比为升压式变换器产生脉冲信号。其中,零阶保持器的 采样周期与MPPT仿真模块周期相同,取在[0.01- 0.001]之间。
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3.1改进后的MPPT模块
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3.2改进后的结果与分析
跟踪到最大功率点后扰动明显减少，有效地减少了能量损失
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四.总结
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1.2 光伏电池仿真模型
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1.3输出结果与分析
大气温度固定(25℃)，不同日照强度下，光伏模组对日照量变化的特性曲线图： I-U曲线
P-U曲线
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日照强度固定(750W／㎡)，不同大气温度下，光伏模组对温度变化的特性曲线图： I-U曲线
P-U曲线
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从上图可以看出： 在一定的温度和日照强度下，光伏电池的输出电压和输出电流之间具 有非线性的关系，并且具有唯一的最大功率点 当电池表面温度或日照强度等因素发生变化时，最大功率点也会发生 漂移 因此，在时刻变化外界环境下，使光伏电池维持在最大功率点处，成为 光伏系统中一个亟需解决的问题。
太阳能电池最大功率点跟踪仿真
组员： 指导教师： 答辩日期：2015.10.22
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目 录 / contents
01 光伏电池模块的仿真 02 最大功率点跟踪技术 03 扰动观察法的缺点与改进 04 总结与展望
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第一章、光伏电池模块仿真
1.1太阳能电池的等效电路图
光伏电池模组的输出特性方程： I Isc [1 C 1 (e(V D V )/(C 2 V O C ) 1 ) D I
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第二章、最大功率点跟踪算法
最大功率点跟踪算法有开路电压法、扰动观测法、恒电压控制法、电导 增量法等 由于扰动观察法的结构简单，跟踪精度较高，且需要测量的参数较少， 被普遍地应用在光伏电池的最大功率点跟踪上,所以我们使用扰动观察法 作为仿真对象。
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2.1扰动观察法原理
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2.2 MPPT算法的总体模型
D IS /S re D f S T /S re Isfc
D V D TR SD I
DTTTref
C 1(1Im /Isc)e V m /(C 2 V O C ) C 2 (V m /V o c 1 )/{ ln (1 Im /Isc )}
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由给定的光伏电池参数确定各仿真模块参数值
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
U oc
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2.22扰动观察法仿真結果其及分析
从图中的电压曲线、功率曲线和电流曲线可以看出, 该系统实现了 对太阳能电池最大功率点的准确跟踪，但是在达到最大功率点后扰 动依然在进行，这会造成能量的损失。
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第三章、扰动观察法的缺点及改进
缺点：跟踪稳定时，只能在最大功率点附近振荡运行。
改进方法:采用变步长扰动 首先设定参考电压Ur和扰动步长step的初值;然后检测扰动后光伏电池的输出电压U和电 流I,计算出扰动前后的功率变化量dP和电压变化量dU;由dP的值决定是否改变扰动步长, 若vP<0,将扰动步长减去一个常数c,否则步长保持不变;然后由dP/dU的值决定扰动的方向, 若dP/dU>0,保持原扰动方向,若dP/dU<0,将扰动方向变反;用求得的新步长和扰动方向修 正参考电压Ur的值,并更新输出功率的值;如是循环,直至step变为零。