浅析光伏组件的电气特性与工程应用模型
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［参考文献 ］ ［１ ］ 沈亮主编 ．如赢随形 ：ＰＩＳ （产品 形象系统 ）实 战出击 ［Ｍ ］ ．北京
工业大学出版社 ，２００８ ［２ ］ Ｄａｌｃａｃｉｏ Ｒｅｉｓ ．Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎ Ｔ ｈｅ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｅｒａ ［ Ｍ ］ ．
Ｔ ａｓｃｈｅｎ ，２０１０ ［３ ］ 度本图书 ．品牌设计 ＋ ２ ：创造 顶尖品牌的 色彩应用方案 ［Ｍ ］ ．
Ｓｈｅｊｉ ｙｕ Ｆｅｎｘｉ ◆ 设计与分析
浅析光伏组件的电气特性与工程应用模型
耿新辉
（国电南瑞科技股份有限公司 ，江苏 南京 ２１１１０６）
摘 要 ：主要从光伏组件的理论模型着手 ，通过简化分析 ，讨论了一种基于标准测试参数的光伏组件的 工程应用模 型 ，为光伏发电特 性的分析提供了满足工程精度要求的计算模型 。
英文刊名： 年，卷(期)：
耿新辉 国电南瑞科技股份有限公司,江苏 南京,211106
机电信息 Mechanical and Electrical Information 2014(18)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jdxx201418073.aspx
Ｉ′ＳＣ（ｍ） ＝
ＩＳＣ（ｍ）
·
Ｓ Ｓ ｒｅｆ
· （１ ＋
ａΔ Ｔ）
Ｕ′ＯＣ（ｍ） ＝ ＵＯＣ（ｍ） · （１ － ｃΔ Ｔ） · ｌｎ（ｅ ＋ ｂΔ Ｓ）
（Leabharlann Baidu）
其中 ，对于硅材料光伏组件 ，ａ、ｂ 、ｃ 的典型推荐值为 ０畅００２ ５ 、
０畅０００ ５ 、０畅００２ ８８ 。
根据上述模型 ，结合光伏组件生产商提供的电池参数 （开
路电压 ＵＯＣ 、短路电流 ＩＳＣ 、最大功率点电压 Ｕｍ 和最大功率点电 流 Ｉｍ ） ，绘制出某型光伏组件的 Ｉ — Ｖ 特性曲线 ，如图 ２ 所示 。
３ 研究结论
可以看出 ，这种光伏组件发电特性的工程计算方法能避免 由于理论模型参数无法获取而带来的难题 ，同时基于标准环境 下的实测参数的计算和推导 ，又在一定程度上保证了模型的精 度 。 而对于光伏方阵 ，因为是由光伏组件以不同的串 ／并联方 式组成 ，基于光伏组件等效电路原理建立光伏方阵的等效电路 模型 ，同理可根据光伏组件工程应用模型建立 （下转第 １１９ 页 ）
Ｉ ＝ Ｉｐｈ － Ｉ０
ｅｘｐ
ｑ（Ｕ ＋ ＩＲｓ ） ＡｋＴ
－１
－
（Ｕ
＋ ＩＲｓ Ｒｓｈ
）
（１ ）
式中 ，Ｉｐｈ 为光生电流 （Ａ ） ，随太阳辐射量和温度变化 ；Ｉ０ 为旁路
二极管反向饱和电流 （Ａ ） ，受温度影响 ；Ａ 为二极管曲线因子 ，
取值在 １ ～ ２ 之间 ；ｋ 为玻尔兹曼常数 ，１畅 ３８１ｅ －２３ Ｊ／Ｋ ；Ｔ 为热力 学温度 ；ｑ 为电子电量 ，１畅 ６０２ｅ －１９ Ｃ ；Ｒｓ 为等效串联电阻 ，包括体 电阻 、表面电阻 、电极导体电阻和电极与硅表面接触电阻 ；Ｒｓｈ 为 等效并联电阻 ，用来反映硅片边缘的不清洁或体内的缺陷 。
境（参考日照度 Ｓｒｅｆ ＝ １ ０００ Ｗ ／ｍ２ 和参考环境温度 Ｔｒｅｆ ＝ ２５ ℃ ） 下得到 。 若光伏组件工作在非标准测试环境下 ，根据参考日照
度和参考温度下的 ４ 大参数 ，可推导出任意光照度和任意电池
温度下的太阳能光伏组件的 Ｉ — Ｖ 特性 ：
Δ Ｔ ＝ Ｔ － Ｔｒｅｆ
Δ Ｓ ＝ Ｓ － Ｓｒｅｆ
可持续的发展理念已经渗透到各个方面 ，机电产品的色彩 设计中也应关注其可持续性 。 产品的色彩设计如同产品系列 一样 ，应当在产品设计最初就规划好其延续性的设计方式 ，应 当有切实可行的色彩设计方法 ，比如产品组合上色彩的近似 、 趋同 、延续 ，通过色彩的比例关系区分不同产品 ，以及运用色彩 的饱和度或者明暗程度将产品分块等手段 ，使产品具有共同的
典型的并网光伏发电站由光伏方阵 、逆变器 、发电单元升 压变压器 、站内集电线路 、无功补偿装置和光伏发电站主变压 器组成 。 光伏方阵通过光伏效应将太阳能转换成直流电能 ，再 由逆变器将直流电能变换成交流电能 ，经过发电单元升压变压 器升压后连接站内集电线路 ，最后通过主变压器升压后将电能 送入电网传输 。 此外 ，并网光伏发电站组成设备还包括并网点 以内的站内升压系统 。 对于有升压站的光伏发电站 ，并网点指 升压站高压侧母线或节点 。 对于无升压站的光伏发电站 ，并网 点指光伏发电站的输出汇总点 。 相应地 ，光伏发电系统的模型 构成通常包括光伏组件模型 、方阵模型 、逆变器模型 、集电升压 系统模型和无功补偿系统模型等 。
收稿日期 ：２０１４‐０５‐２６ 作者简 介 ：耿 新 辉 （１９６３ — ） ，男 ，江 苏 南 京 人 ，高 级工程 师 ，主
要从事配电自动化 、微电网和新能源接入研究工作 。
机电信息 ２０１４ 年第 １８ 期总第 ４０８ 期 １ １９
浅析光伏组件的电气特性与工程应用模型
作者： 作者单位： 刊名：
（上接第 １１７ 页 ）
色彩因素而又各有其特点 ，综合考虑产品发展中色彩的管理模 式 ，为产品的色彩发展寻找最优法则 ，使色彩对产品形象的作 用发挥至最优 。 ３ 结语
综上所述 ，机电产品的色彩设计要结合产品特点 、使用环 境特点以及企业文化等因素 ，不仅要合理规划当前产品的色彩 设计 ，更要为产品的色彩设计做可持续的发展规划 ，便于企业 色彩设计 管 理 ，使 机电 产品 的 色彩 设计 有 实 用 性 的 参 考 法 则。
Ｉ ＝ ＩＳＣ · ［１ － α（ｅβＵ － １）］
ＵＯＣ
α＝
ＩＳＣ － Ｉｍ ＩＳＣ
ＵＯＣ － Ｕｍ
β＝
１ ＵＯＣ
·
ｌｎ
１＋ α α
（２）
可见 ，光伏组件的数学模型可用其 ４ 个技术参数 （开路电
压 ＵＯＣ 、短路电流 ＩＳＣ 、最大功率点电压 Ｕｍ 和最大功率点电流
Ｉｍ ）表达［３‐４］ ，其中 ，光伏组件的 ＵＯＣ ／ＩＳＣ ／Ｕｍ ／Ｉｍ 在标准测试环
只有美的产品才能吸引人的眼球 ，机电产品是否美观高档 也日渐成为产品价格的关键影响因素 。 色彩是产品作用于人 眼的第一要素 ，所以机电产品的色彩设计是整个外观形象设计 的重中之重 。 美学原则包括比例 、搭配 、和谐等众多因素 ，在外 观色彩设计中要严格按照美学原则 ，以达到整体色彩高档 、产 品美观的效果 。 ２ ．５ 体现企业文化
机电信息 ２０１４ 年第 １８ 期总第 ４０８ 期 １ １７
Ｓｈｅｊｉ ｙｕ Ｆｅｎｘｉ ◆ 设计与分析
制性因素 。 一般机电产品多放置于车间 、水电站 、控制中心等 ， 统一特点是空旷 、色彩灰暗 ，且大多比较嘈杂 ，这样的环境中 ， 产品应该凸显其色彩个性而不能过于张扬 ，应适当使用鲜艳的 色彩刺激人的视觉 ，使工作状态的人员保持高度紧张的精神状 态 ，此外 ，考虑整个环境的色彩搭配 ，产品色彩要与周围环境及 配套产品相协调 。 ２ ．４ 符合美学原则
２ 光伏组件的工程应用模型
强光条件下 ，有 Ｉｐｈ ＞ ＞ （Ｕ ＋ ＩＲｓ ）／Ｒｓｈ ，又有短路时流经二 极管的暗电流非常小 ，则可近似认为光伏组件的短路电流 ＩＳＣ ≈ Ｉｐｈ 。 通常 ，光伏组件的串联电阻 Ｒｓ 很小 ，而旁漏电阻 Ｒｓｈ 很 大 ，这就使得光伏组件的能量转换效率对 Ｒｓ 的变化非常敏感 ， 而 Ｒｓｈ 的变化对光伏组件的能量转换效率影响不大 。 对于理想 的单体光伏组件 ，没有串联电阻以及旁漏电阻 ，即 Ｒｓ ＝ ０ ，Ｒｓｈ ＝ ∞ 。 式（１）可简化为 ：
［参考文献 ］ ［１ ］ 赵 争 鸣 ．太 阳 能 光 伏 发 电 及 其 应 用 ［ Ｍ ］ ．北 京 ：科 学 出 版
社 ，２００５ ［２ ］ 沈辉 ，曾祖勤 ．太阳能光伏发电技 术 ［Ｍ ］ ．北 京 ：化 学工业出版
社 ，２００９ ［３ ］ 苏建徽 ，余世杰 ，赵为 ，等 ．硅 太阳电池工 程用数学 模型 ［Ｊ ］ ．太
当今中国缺少自主产品品牌的现象日渐凸显 ，一方面是由 于中国对品牌的重视程度不够 ，过于关注产品带给个体企业的 眼前利益 ，另一方面是由于对企业文化的发掘不够 ，产品不能 体现企业特色 。 机电产品的色彩设计应以企业文化为依托 ，体 现产品的企业特色 ，运用企业标准色的协调作为产品色彩的标 志 ，并注重产品管理中色彩的统一性 。 运用色彩塑造企业品牌 是一种直接高效的办法 。 ２ ．６ 可持续设计
学模型 ［Ｊ］ ．太阳能学报 ，２００９（４ ）
图 ２ 某型号 １系列单晶硅太阳能电池 Ｉ— Ｖ特性曲线
光伏方阵工程应用模型 （采用倍乘方法建立光伏方阵仿真模 型 ，串联后的方阵输出电压为各光伏组件电池输出电压之和 ， 并联后方阵输出的电流为各个光伏组件输出电流之和 ，并对参 数作标幺化处理 ） ，考虑到安装方式 、跟踪方式 、阴影等因素 ，只 需要对输入辐照度参数进行修正和等效 。
中国青年出版社 ，２０１４ ［４ ］ 原研哉 ．设计中的设计 ［Ｍ ］ ．朱锷 ，译 ．山东人民出版社 ，２００６
收稿日期 ：２０１４‐０５‐１９ 作者简介 ：杨静静 （１９８６ — ） ，女 ，河南周 口人 ，助 教 ，研究方向 ：
设计艺术学 。
阳能学报 ，２００１（４ ） ［４ ］ 廖志凌 ．任意 光 强 和 温 度 下 的 硅 太 阳 电 池 非 线 性工 程简 化数
研究有效的模型结构和准确的模型参数是光伏发电并网 分析的基础 。 通过建模和仿真分析 ，掌握光伏发电的电气特 性 ，深入分析光伏发电与电网的交互影响机理 ，对应对光伏发 电的间歇性波动带来的负面影响具有重要的意义 。 本文主要 从光伏组件的理论模型着手 ，通过简化分析 ，讨论了一种基于 标准测试参数的光伏组件的工程应用模型 ，为光伏发电特性的 分析提供了满足工程精度要求的计算模型 。
关键词 ：光伏组件 ；电气特性 ；工程应用模型
０ 引言
“光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形 式 。 １８３９ 年 ，法国科学家贝克勒尔 （Ａ ．Ｅ ．Ｂｅｃｑｕｒｅｌ）首先发现 了“光生伏打效应”（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ ） 。 １９５４ 年 ，第一个实用 单晶硅光伏电池 （Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ ）在美国贝尔实验室研制成功［１］ 。 ２０ 世纪 ７０ 年代中后期开始 ，光伏电池技术不断完善 ，成本不断 降低 ，带动了光伏产业的蓬勃发展 。
１ 光伏组件的理论模型
基于光伏组件物理原理 ，分析辐照度 、温度的影响 ，建立了 带有旁 路 二 极 管 及 串 并 联 电 阻 的 电 池 理 论 模 型 ，如 图 １ 所示［２］ 。
图 １ 光伏组件等效电路图
按照图 １ 所规定的电流 、电压参考方向 ，可以得出太阳能
电池的非线性 Ｉ — Ｖ 特性方程 ：
工业大学出版社 ，２００８ ［２ ］ Ｄａｌｃａｃｉｏ Ｒｅｉｓ ．Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎ Ｔ ｈｅ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｅｒａ ［ Ｍ ］ ．
Ｔ ａｓｃｈｅｎ ，２０１０ ［３ ］ 度本图书 ．品牌设计 ＋ ２ ：创造 顶尖品牌的 色彩应用方案 ［Ｍ ］ ．
Ｓｈｅｊｉ ｙｕ Ｆｅｎｘｉ ◆ 设计与分析
浅析光伏组件的电气特性与工程应用模型
耿新辉
（国电南瑞科技股份有限公司 ，江苏 南京 ２１１１０６）
摘 要 ：主要从光伏组件的理论模型着手 ，通过简化分析 ，讨论了一种基于标准测试参数的光伏组件的 工程应用模 型 ，为光伏发电特 性的分析提供了满足工程精度要求的计算模型 。
英文刊名： 年，卷(期)：
耿新辉 国电南瑞科技股份有限公司,江苏 南京,211106
机电信息 Mechanical and Electrical Information 2014(18)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jdxx201418073.aspx
Ｉ′ＳＣ（ｍ） ＝
ＩＳＣ（ｍ）
·
Ｓ Ｓ ｒｅｆ
· （１ ＋
ａΔ Ｔ）
Ｕ′ＯＣ（ｍ） ＝ ＵＯＣ（ｍ） · （１ － ｃΔ Ｔ） · ｌｎ（ｅ ＋ ｂΔ Ｓ）
（Leabharlann Baidu）
其中 ，对于硅材料光伏组件 ，ａ、ｂ 、ｃ 的典型推荐值为 ０畅００２ ５ 、
０畅０００ ５ 、０畅００２ ８８ 。
根据上述模型 ，结合光伏组件生产商提供的电池参数 （开
路电压 ＵＯＣ 、短路电流 ＩＳＣ 、最大功率点电压 Ｕｍ 和最大功率点电 流 Ｉｍ ） ，绘制出某型光伏组件的 Ｉ — Ｖ 特性曲线 ，如图 ２ 所示 。
３ 研究结论
可以看出 ，这种光伏组件发电特性的工程计算方法能避免 由于理论模型参数无法获取而带来的难题 ，同时基于标准环境 下的实测参数的计算和推导 ，又在一定程度上保证了模型的精 度 。 而对于光伏方阵 ，因为是由光伏组件以不同的串 ／并联方 式组成 ，基于光伏组件等效电路原理建立光伏方阵的等效电路 模型 ，同理可根据光伏组件工程应用模型建立 （下转第 １１９ 页 ）
Ｉ ＝ Ｉｐｈ － Ｉ０
ｅｘｐ
ｑ（Ｕ ＋ ＩＲｓ ） ＡｋＴ
－１
－
（Ｕ
＋ ＩＲｓ Ｒｓｈ
）
（１ ）
式中 ，Ｉｐｈ 为光生电流 （Ａ ） ，随太阳辐射量和温度变化 ；Ｉ０ 为旁路
二极管反向饱和电流 （Ａ ） ，受温度影响 ；Ａ 为二极管曲线因子 ，
取值在 １ ～ ２ 之间 ；ｋ 为玻尔兹曼常数 ，１畅 ３８１ｅ －２３ Ｊ／Ｋ ；Ｔ 为热力 学温度 ；ｑ 为电子电量 ，１畅 ６０２ｅ －１９ Ｃ ；Ｒｓ 为等效串联电阻 ，包括体 电阻 、表面电阻 、电极导体电阻和电极与硅表面接触电阻 ；Ｒｓｈ 为 等效并联电阻 ，用来反映硅片边缘的不清洁或体内的缺陷 。
境（参考日照度 Ｓｒｅｆ ＝ １ ０００ Ｗ ／ｍ２ 和参考环境温度 Ｔｒｅｆ ＝ ２５ ℃ ） 下得到 。 若光伏组件工作在非标准测试环境下 ，根据参考日照
度和参考温度下的 ４ 大参数 ，可推导出任意光照度和任意电池
温度下的太阳能光伏组件的 Ｉ — Ｖ 特性 ：
Δ Ｔ ＝ Ｔ － Ｔｒｅｆ
Δ Ｓ ＝ Ｓ － Ｓｒｅｆ
可持续的发展理念已经渗透到各个方面 ，机电产品的色彩 设计中也应关注其可持续性 。 产品的色彩设计如同产品系列 一样 ，应当在产品设计最初就规划好其延续性的设计方式 ，应 当有切实可行的色彩设计方法 ，比如产品组合上色彩的近似 、 趋同 、延续 ，通过色彩的比例关系区分不同产品 ，以及运用色彩 的饱和度或者明暗程度将产品分块等手段 ，使产品具有共同的
典型的并网光伏发电站由光伏方阵 、逆变器 、发电单元升 压变压器 、站内集电线路 、无功补偿装置和光伏发电站主变压 器组成 。 光伏方阵通过光伏效应将太阳能转换成直流电能 ，再 由逆变器将直流电能变换成交流电能 ，经过发电单元升压变压 器升压后连接站内集电线路 ，最后通过主变压器升压后将电能 送入电网传输 。 此外 ，并网光伏发电站组成设备还包括并网点 以内的站内升压系统 。 对于有升压站的光伏发电站 ，并网点指 升压站高压侧母线或节点 。 对于无升压站的光伏发电站 ，并网 点指光伏发电站的输出汇总点 。 相应地 ，光伏发电系统的模型 构成通常包括光伏组件模型 、方阵模型 、逆变器模型 、集电升压 系统模型和无功补偿系统模型等 。
收稿日期 ：２０１４‐０５‐２６ 作者简 介 ：耿 新 辉 （１９６３ — ） ，男 ，江 苏 南 京 人 ，高 级工程 师 ，主
要从事配电自动化 、微电网和新能源接入研究工作 。
机电信息 ２０１４ 年第 １８ 期总第 ４０８ 期 １ １９
浅析光伏组件的电气特性与工程应用模型
作者： 作者单位： 刊名：
（上接第 １１７ 页 ）
色彩因素而又各有其特点 ，综合考虑产品发展中色彩的管理模 式 ，为产品的色彩发展寻找最优法则 ，使色彩对产品形象的作 用发挥至最优 。 ３ 结语
综上所述 ，机电产品的色彩设计要结合产品特点 、使用环 境特点以及企业文化等因素 ，不仅要合理规划当前产品的色彩 设计 ，更要为产品的色彩设计做可持续的发展规划 ，便于企业 色彩设计 管 理 ，使 机电 产品 的 色彩 设计 有 实 用 性 的 参 考 法 则。
Ｉ ＝ ＩＳＣ · ［１ － α（ｅβＵ － １）］
ＵＯＣ
α＝
ＩＳＣ － Ｉｍ ＩＳＣ
ＵＯＣ － Ｕｍ
β＝
１ ＵＯＣ
·
ｌｎ
１＋ α α
（２）
可见 ，光伏组件的数学模型可用其 ４ 个技术参数 （开路电
压 ＵＯＣ 、短路电流 ＩＳＣ 、最大功率点电压 Ｕｍ 和最大功率点电流
Ｉｍ ）表达［３‐４］ ，其中 ，光伏组件的 ＵＯＣ ／ＩＳＣ ／Ｕｍ ／Ｉｍ 在标准测试环
只有美的产品才能吸引人的眼球 ，机电产品是否美观高档 也日渐成为产品价格的关键影响因素 。 色彩是产品作用于人 眼的第一要素 ，所以机电产品的色彩设计是整个外观形象设计 的重中之重 。 美学原则包括比例 、搭配 、和谐等众多因素 ，在外 观色彩设计中要严格按照美学原则 ，以达到整体色彩高档 、产 品美观的效果 。 ２ ．５ 体现企业文化
机电信息 ２０１４ 年第 １８ 期总第 ４０８ 期 １ １７
Ｓｈｅｊｉ ｙｕ Ｆｅｎｘｉ ◆ 设计与分析
制性因素 。 一般机电产品多放置于车间 、水电站 、控制中心等 ， 统一特点是空旷 、色彩灰暗 ，且大多比较嘈杂 ，这样的环境中 ， 产品应该凸显其色彩个性而不能过于张扬 ，应适当使用鲜艳的 色彩刺激人的视觉 ，使工作状态的人员保持高度紧张的精神状 态 ，此外 ，考虑整个环境的色彩搭配 ，产品色彩要与周围环境及 配套产品相协调 。 ２ ．４ 符合美学原则
２ 光伏组件的工程应用模型
强光条件下 ，有 Ｉｐｈ ＞ ＞ （Ｕ ＋ ＩＲｓ ）／Ｒｓｈ ，又有短路时流经二 极管的暗电流非常小 ，则可近似认为光伏组件的短路电流 ＩＳＣ ≈ Ｉｐｈ 。 通常 ，光伏组件的串联电阻 Ｒｓ 很小 ，而旁漏电阻 Ｒｓｈ 很 大 ，这就使得光伏组件的能量转换效率对 Ｒｓ 的变化非常敏感 ， 而 Ｒｓｈ 的变化对光伏组件的能量转换效率影响不大 。 对于理想 的单体光伏组件 ，没有串联电阻以及旁漏电阻 ，即 Ｒｓ ＝ ０ ，Ｒｓｈ ＝ ∞ 。 式（１）可简化为 ：
［参考文献 ］ ［１ ］ 赵 争 鸣 ．太 阳 能 光 伏 发 电 及 其 应 用 ［ Ｍ ］ ．北 京 ：科 学 出 版
社 ，２００５ ［２ ］ 沈辉 ，曾祖勤 ．太阳能光伏发电技 术 ［Ｍ ］ ．北 京 ：化 学工业出版
社 ，２００９ ［３ ］ 苏建徽 ，余世杰 ，赵为 ，等 ．硅 太阳电池工 程用数学 模型 ［Ｊ ］ ．太
当今中国缺少自主产品品牌的现象日渐凸显 ，一方面是由 于中国对品牌的重视程度不够 ，过于关注产品带给个体企业的 眼前利益 ，另一方面是由于对企业文化的发掘不够 ，产品不能 体现企业特色 。 机电产品的色彩设计应以企业文化为依托 ，体 现产品的企业特色 ，运用企业标准色的协调作为产品色彩的标 志 ，并注重产品管理中色彩的统一性 。 运用色彩塑造企业品牌 是一种直接高效的办法 。 ２ ．６ 可持续设计
学模型 ［Ｊ］ ．太阳能学报 ，２００９（４ ）
图 ２ 某型号 １系列单晶硅太阳能电池 Ｉ— Ｖ特性曲线
光伏方阵工程应用模型 （采用倍乘方法建立光伏方阵仿真模 型 ，串联后的方阵输出电压为各光伏组件电池输出电压之和 ， 并联后方阵输出的电流为各个光伏组件输出电流之和 ，并对参 数作标幺化处理 ） ，考虑到安装方式 、跟踪方式 、阴影等因素 ，只 需要对输入辐照度参数进行修正和等效 。
中国青年出版社 ，２０１４ ［４ ］ 原研哉 ．设计中的设计 ［Ｍ ］ ．朱锷 ，译 ．山东人民出版社 ，２００６
收稿日期 ：２０１４‐０５‐１９ 作者简介 ：杨静静 （１９８６ — ） ，女 ，河南周 口人 ，助 教 ，研究方向 ：
设计艺术学 。
阳能学报 ，２００１（４ ） ［４ ］ 廖志凌 ．任意 光 强 和 温 度 下 的 硅 太 阳 电 池 非 线 性工 程简 化数
研究有效的模型结构和准确的模型参数是光伏发电并网 分析的基础 。 通过建模和仿真分析 ，掌握光伏发电的电气特 性 ，深入分析光伏发电与电网的交互影响机理 ，对应对光伏发 电的间歇性波动带来的负面影响具有重要的意义 。 本文主要 从光伏组件的理论模型着手 ，通过简化分析 ，讨论了一种基于 标准测试参数的光伏组件的工程应用模型 ，为光伏发电特性的 分析提供了满足工程精度要求的计算模型 。
关键词 ：光伏组件 ；电气特性 ；工程应用模型
０ 引言
“光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形 式 。 １８３９ 年 ，法国科学家贝克勒尔 （Ａ ．Ｅ ．Ｂｅｃｑｕｒｅｌ）首先发现 了“光生伏打效应”（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ ） 。 １９５４ 年 ，第一个实用 单晶硅光伏电池 （Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ ）在美国贝尔实验室研制成功［１］ 。 ２０ 世纪 ７０ 年代中后期开始 ，光伏电池技术不断完善 ，成本不断 降低 ，带动了光伏产业的蓬勃发展 。
１ 光伏组件的理论模型
基于光伏组件物理原理 ，分析辐照度 、温度的影响 ，建立了 带有旁 路 二 极 管 及 串 并 联 电 阻 的 电 池 理 论 模 型 ，如 图 １ 所示［２］ 。
图 １ 光伏组件等效电路图
按照图 １ 所规定的电流 、电压参考方向 ，可以得出太阳能
电池的非线性 Ｉ — Ｖ 特性方程 ：