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太陽(yáng)光照對(duì)太陽(yáng)能江蘇燈塔蓄電池的影響
太陽(yáng)光照對(duì)太陽(yáng)能江蘇燈塔蓄電池的影響
太陽(yáng)能燈塔蓄電池的性能參數(shù)在特定的太陽(yáng)光照強(qiáng)度和溫度下，太陽(yáng)能電池的/V特性如所示，其中4為短路電流，V開(kāi)路電壓，/m為大功率點(diǎn)電流，Vm為大功率點(diǎn)電壓，/m和Vm的乘積（Pm=/mVm）為電池的大輸出功率。在匕左側(cè)為近似恒流源段，右側(cè)為近似恒壓源段?？梢钥闯觯?yáng)能電池是個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其特性受自身工藝參數(shù)、太陽(yáng)能電池溫度以及外界光照強(qiáng)度等因素的影響。
燈塔通信電池的典型I-V曲線除了參數(shù)Isc，Vc和Pm之外，填充因子（FF）和光電轉(zhuǎn)換效率（n）是表征太陽(yáng)能電池性能的兩個(gè)重要指標(biāo)。其中，填充因子FF表示太陽(yáng)能電池大輸出功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積的比填充因子FF是評(píng)價(jià)太陽(yáng)能電池輸出性能好壞的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了太陽(yáng)能電池質(zhì)量的優(yōu)劣。填充因子越大，表明太陽(yáng)能電池的伏安輸出特性越趨近于矩形，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率就越高，其輸出功率也越大。太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率n定義為大輸出功率Pm與太陽(yáng)光輸入功率Pin的比值隊(duì)18，即：2太陽(yáng)能電池的仿真模型由于公式（1）所給出的太陽(yáng)能電池輸出I-V關(guān)系是個(gè)隱式超越方程，電流強(qiáng)度I無(wú)法通過(guò)初等函數(shù)用其它物理量顯性表達(dá)出來(lái)，為了研究日照強(qiáng)度和內(nèi)部電阻對(duì)太陽(yáng)能電池光伏性能的影響，本文根據(jù)太陽(yáng)能電池的直流等效電路模型，利用Matlab建立其仿真模型，如所示。當(dāng)光照強(qiáng)度恒定時(shí)，光生電流Il不隨電池的工作狀態(tài)而改變，可以用一個(gè)電流源來(lái)表示。中電壓表1測(cè)量外加負(fù)載R上的輸出電壓V，而電壓表2的測(cè)量值則表示V +IRS.示波器1，2，3分別用于顯示太陽(yáng)能電池的輸出電流、輸出電壓和輸出功率。
燈塔太陽(yáng)能電池的仿真模型Fig.隨光生電流Il的增加而增大，特別是，4的變化與光生電流Il的變化幾乎成正比例關(guān)系，說(shuō)明了太陽(yáng)能電池的短路電流與光照強(qiáng)度成正比。
光照強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)能電池I-V特性的影響Fig. 3結(jié)果與討論3.1日照強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)能燈塔蓄電池光伏性能的影響曰照強(qiáng)度的大小是直接影響太陽(yáng)能電池輸出電能的一個(gè)重要因素。日照強(qiáng)度越強(qiáng)，則太陽(yáng)能電池的輸出功率就越大，反之則輸出功率就越小。由于電池的光生電流Il隨日照強(qiáng)度而成正比例變化M，因此，可以通過(guò)改變Il的數(shù)值來(lái)模擬不同日照強(qiáng)度下太陽(yáng)能電池的伏安特性和輸出功率曲線。仿真參數(shù)分別設(shè)置為I.=8x10-4A，T=300IKRp=14a 12，對(duì)光生電流Il賦予不同的數(shù)值進(jìn)行仿真，可得一組輸出電流、輸出電壓和輸出功率。為不同光生電流Il時(shí)太陽(yáng)能電池的伏安特性曲線，當(dāng)Il為6，1.和15A時(shí)，太陽(yáng)能電池的短路電流4分別為6.01，10. 08和14.96A，對(duì)應(yīng)的開(kāi)路電壓VOT分別為0.72，0.77和0.8.V，可見(jiàn)，心對(duì)太陽(yáng)能電池的4和V都具有明顯的影響。結(jié)果表明和V光照強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)能電池輸出功率的影響Fig.5Effectofilluminationintensity為不同光生電流4時(shí)太陽(yáng)能電池輸出功率P隨外加負(fù)載R而變化的曲線，從圖中看出，對(duì)于個(gè)特定的4，輸出功率P與負(fù)載R密切相關(guān)，隨著R的增加而迅速增大，但是當(dāng)R超過(guò)某一個(gè)數(shù)值時(shí)，P卻隨R的增加而減小，這說(shuō)明太陽(yáng)能電池的輸出功率呈現(xiàn)非線性特性，并且每條曲線都存在一個(gè)大功率點(diǎn)。由可知，當(dāng)4為6，10和15A時(shí)，太陽(yáng)能電池的大輸出功率Pm分別為2.67，4.56和6.59W，對(duì)應(yīng)的佳負(fù)載R分別為0.097，0.063和0.045n，太陽(yáng)能電池的大輸出功率Pm隨光生電流11的增加而增大（見(jiàn)）。利用公式（2）容易計(jì)算出太陽(yáng)能電池的填充因子FF，它隨光生電流的變化如所示，光照強(qiáng)度增加時(shí)，太陽(yáng)能電池的填充因子略有減小，這說(shuō)明太陽(yáng)能燈塔電池的伏安輸出曲線偏離理想的矩形形狀，因此相應(yīng)的光伏性能也變差。
太陽(yáng)光照對(duì)太陽(yáng)能江蘇燈塔蓄電池的影響