太陽能電池串聯(lián)回路不平衡狀態(tài)分析

能電池串聯(lián)回路不平衡狀態(tài) (航空航天大學(xué)，江蘇ysisonTheUnbalancedStateofSolarCellsinSeries:Inordertoavoidtheinfluenceofthephotocurrentimbalanceonthephotovoltaicsystem,bypassdiodeisoftenusedtosuppressthethermaleffect.However,whentheloadcurrentofPVsystemissmall,thebypassdiodecan’tavoidtheimbalancebetweendifferentsolarpanels.Inordertoimprovetheabilityofconditionmonitoring,thispaperpresentsanonlineysismethodofsolarcellparametersusingphotovoltaicsystemoutputcharacteristics,andcanmaketativeevaluationofthe:SolarCell,UnbalancedState,OutputCharacteristics,ConditionMonitoring：為了避免光照或光生電流不平衡對光伏系統(tǒng)的影響通常采用旁路二極管作為抑制熱斑效應(yīng)的有效。但是，同能電池板之間的不平衡現(xiàn)象。為了提高對光伏系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的能力，本文提出了一種利用能電池輸出特性參數(shù)對光伏系統(tǒng)中的光照或者光生電流不平衡問題進(jìn)：電池不平衡狀態(tài)輸出特性參數(shù)狀態(tài)監(jiān)引為避免能電池所產(chǎn)生的能量被故障電池所

減弱時(shí)，光伏系統(tǒng)產(chǎn)生熱斑現(xiàn)象產(chǎn)生，當(dāng)1#能IR圖1兩電池串聯(lián)系統(tǒng)能程度進(jìn)行定量計(jì)算，較為準(zhǔn)確地評估能電

串聯(lián)回路不平衡狀態(tài)分當(dāng)光照強(qiáng)度相同時(shí)，如圖3所示，，1#電池與2#能電池的光生電流強(qiáng)度相同，電池?cái)?shù)學(xué)模

II

ph

不同以及輻照條件是影響能電池輸出特性表達(dá)式可以對一般工作狀態(tài)下的能電池I-V輸出電池的理論分析場合[4]。如錯(cuò)誤!未找到源。所示 V圖2兩電池串聯(lián)系

圖3兩電池串聯(lián)系 應(yīng)滿足相等關(guān)系，即V0=V0 I0=I0I I0=I0I

01V=I1I=IphId

Rsh1I0 q(VIR)

V

V0=I

I0s s

IphIsat

當(dāng)光照強(qiáng)度減弱后，PN結(jié)獲得的能量減少，導(dǎo)

表1能電池模型各參數(shù)物理含Iq電子電荷，1.6×10-Ak常數(shù)，1.38×10-ITV

與2#能電池共同為負(fù)載提供電能，為了便于I

3I

I IRIR dI

Iph2Ish2

V1Ish1V2Ish2

Rsh1I1Rs1Rsh2I2Rs圖4光照不平衡情況能電池等效電Iph1將會(huì)減小

和V2之間的關(guān)系： (II0)+I Iph2IoutIph1

21 1 )+I304 RII

I

I

Iout 1

(I3I0)+I14 (I3I0)+I14 4

通常， 取值為千歐級(jí)，R取值為毫歐級(jí) 陽能電池的等效并聯(lián)電阻Rsh1中流過。此時(shí)，由于旁 遠(yuǎn)大于R，因此，暫不考慮IR對式（4）的路二極管的鉗位作用，可以近似認(rèn)為1#能電池 的輸出電流I與其光生電流值

V2

I(I3II(I3I0144I

I

Ir

1I

其中，Ir 能電池上的輻照強(qiáng)度，單W/m2， 是在輻照強(qiáng)度為

3I r nm時(shí)，電路中的電壓電流關(guān)系應(yīng)滿V2

mImI

0I I

0

（a）減由式可知，光照強(qiáng)度下降系數(shù)n/m可表示為I

(1V2 1 V2I

VV1

（b）圖4光照不平衡情況能電池等效電系數(shù) 實(shí)際光生電流I 實(shí)驗(yàn)結(jié)

1(I0+IV2 V 利用誤差曲線擬合方法對式（）的誤差進(jìn)行 Iout

4(I0+I圖4光照不平衡情況能電池等效電

利用模型對修正后的結(jié)果進(jìn)行仿真結(jié)C.Ladd,J.Taylor,J.R.Whitley,C.Cowperthwaite,andR.Legaard,"Improvingthesafetyandreliabilityofcommercialsolarelectricsystems,"ATechnicalPaperbySouthernEnergyManagement,pp.1{12, Alam,mmedKhorshed,etal."AComprehensiveReviewofCatastrophicFaultsinPVArrays:Types,Detection,andMitigationTechniques,"IEEEJournalofPhotovoltaicsY.Zhao,"Faultysisinsolarphotovoltaicarrays,"Masterthesis,December2010.Abete,A.,etal."ysisofphotovoltaicmoduleswithprotectiondiodesinpresenceofmismatching,"PhotovoltaicSpecialistsConference,1990.ConferenceRecordofthe

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