[服務項目]主題： 太陽能電池陣模擬器的設計—上海光 ... 發布者： 上海光伏發電
07/16/2018
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太陽能電池陣模擬器的設計—上海光伏發電
在進行太陽電池陣布局設計時，要在太陽電池陣基板上布貼盡可能多的太陽電池組件，這樣能獲得更大的功率輸出，并安排好太陽光伏發電電池組件連接片、導線的安裝位置；如果遇到隔離二極管和旁路二極管必須安裝在基板上的情況，則需要留出必要的安裝位置；在筒式太陽電池陣中，太陽電池組件的串聯方向一定要和筒體的高度方向保持一致。為了實現提高單位面積內太陽電池陣的輸出功率的目的，一定要壓縮太陽電池組件間和相鄰太陽電池之間的間隙，相鄰太陽電池之間的至小間隙是由太陽光伏發電電池和玻璃蓋片的裝配尺寸、基板材料的熱膨脹系數和星蝕陰影區出影溫度共同決定的，該理論目前在別墅光伏發電電池行業也被認可。
太陽能電池陣模擬器的設計——上海光伏發電公司來為大家娓娓道來??
1?總體結構： ??
太陽陣模擬器本質上是一個電源，其輸出端的I-U?特性曲線能夠模擬太陽電池的I-U?曲線特性。模擬器帶有與計算機接口，可根據計算機給定的太陽電池陣特征參數進行設定。? ?
?為了較真實地模擬實際電源系統，并使虛真系統具備測試功能，太陽陣模擬器要以太陽能電池電路為基本單位，以多個模塊并聯的形式構成。對于微星電源系統，一般每個微星擁有兩個太陽翼，每個太陽翼有多個同種或不同種太陽能電池陣列并聯構成，同時由于輸出調節的需要，每個支路模塊還分為上、下兩段。因此，模擬器的設計應以每個分段為模塊，通過多個模塊的串并聯實現對微星電源陣的模擬。?? ??
每個支路由兩個模擬器模塊組成，上段和下段之間接分流調節器，每個支路通過隔離二極管接到直流母線上。要求每個模塊的狀態可以單獨設置，以模擬電池陣光照不均勻的狀態以及某些支路出現故障的狀態；同時還可以快速更新所有支路的工作條件，以便在環境變化時進行快速模擬。? ??
2?.I-U?特性曲線生成模塊???
??考慮到實際工作環境可能比較惡劣，家庭光伏發電且溫度和日照條件均變化較快，因此采用模擬器件來實現曲線的生成電路，以加快響應速度。通過高精度D/A將接收到的數字參數給定轉換為模擬值給定。? ?
?根據太陽能電池的數學模型，太陽能電池的輸出I-U?曲線是在一個恒定電壓下減去一個二極管的I-U?特性曲線，對此，可采用的太陽電池輸出I-U?曲線模擬電路進行模擬。?? ?
輸入包括開路電壓和短路電流的給定，由這兩個參數就能確定太陽能電池的工作狀態。?太陽能電池的非線性特性主要由模擬器件來實現，不同的曲線對應著不同特性的二極管和其他電阻電容參數的選擇。? ?
?開路電壓和短路電流由外界環境條件所決定。? ?
?根據太陽能電池的工程模型，太陽能光伏發電系統短路電流近似等于太陽能電池的光電流，主要由光照條件所決定，而開路電壓則近似為電池溫度的一個線性函數。因此，光照條件和電池溫度就可以簡單地通過這兩個參數的設置得到反映。? ??
可以看出，當反饋電壓小于給定的Uoc?的參考值，放大器A1?輸出為負，二極管由于反偏截止，A2的輸出就只能由Isc?決定，整個電路輸出電流就為短路電流。當反饋電壓增大，能使A1?的輸出為正，二極管正偏導通，A2?的輸入則隨二極管電流的增大而增大，輸出則隨之減小。由于二極管的電壓電流是指數關系，利用這一關系進行設計，使電流的減小量作為輸出電壓的函數，并通過選擇合適特性的二極管，就能很好地模擬太陽電池陣的I-U?曲線。???
3.功率輸出部分? ?
所示的功率放大電路，對前面產生的輸出特性進行放大，電路采用了電流負反饋的形式，通過簡單的調節來跟蹤模擬器的輸出電流。電路設計上采用了P?溝道的MOSFET，設計成輸入越大，輸出電流越小的形式，這樣整個電路的輸出電流將隨二極管壓降的增大而減小。當所需的輸出功率較大時，可以采用一組該電路進行并聯，由于MOSFET的負溫度系數特性，實現了輸出時的自然均流。同時在負載上并聯了電容Co，以模擬太陽能電池的節電容。為了保證每個MOSFET?支路不因短路而發生故障，需在每個MOSFET?支路上安裝一定容量的保險絲，以確保整個模擬器的安全。太陽電池陣模擬器的每個主陣支路模塊擁有支路輸出、抽頭點輸出和功率地3?個對外功率接口端子。
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最后更新: 2018-07-16 10:15:58
