使用MCU或SOC可以簡(jiǎn)便地提高太陽(yáng)能板的效率

　　最大功率點(diǎn)跟蹤

　　圖2顯示了光電模塊的等效電路。太陽(yáng)能電池可以看作電流源，其和一個(gè)二極管并聯(lián)。在沒(méi)有光時(shí)，沒(méi)有電流產(chǎn)生，它表現(xiàn)為一個(gè)二極管。當(dāng)有光線入射到太陽(yáng)能電池時(shí)，電流產(chǎn)生。

　　正常操作下，太陽(yáng)能電池的效率會(huì)由于其內(nèi)阻損失功耗而降低。寄生電阻由并聯(lián)分流電阻 (Rsh)和串聯(lián)電阻(Rs)構(gòu)成。理想情況下，Rsh應(yīng)該是無(wú)窮大，因此不會(huì)有路徑讓電流分流， Rs應(yīng)該零，這樣不會(huì)在到達(dá)負(fù)載之前有電壓降。

　　研究發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)電阻Rs的值隨溫度升高而增大。為了使用效果比較好，就需要有一個(gè)較低的串聯(lián)電阻Rs。因此，在較高的環(huán)境溫度下，面板效率會(huì)降低，如沙漠。而在寒冷的國(guó)家，串聯(lián)電阻的值比較小，效率會(huì)更高。

　　在該系統(tǒng)中，用于充電的電池是負(fù)載RL。它可能使太陽(yáng)能面板誤認(rèn)為電池有匹配的阻抗，從而給電池轉(zhuǎn)移最多電荷。這也可以能通過(guò)改變太陽(yáng)能面板的運(yùn)行點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，解釋見(jiàn)下文。

　　圖2 PV模塊等效電路

　　PV模塊的典型V-I輸出特性見(jiàn)圖3。研究表明，溫度變化是影響PV輸出電壓變化的主要因素，而輻射主要影響PV輸出電流。隨著照明增加，電流增大，此特征更明顯。負(fù)載線和PV模塊V-I曲線(指定溫度和輻照下)的交匯點(diǎn)決定運(yùn)行點(diǎn)。產(chǎn)生的最大功率基于不同大氣條件下負(fù)載線的調(diào)整。

　　圖3。太陽(yáng)能電池的V-I特點(diǎn)

　　圖4說(shuō)明了太陽(yáng)能電池功率和電壓的對(duì)比圖?？梢钥闯?，對(duì)于短路電流(Isc，功率圖最左面點(diǎn))，和開(kāi)路電壓 (Voc，功率圖最右面點(diǎn))，面板輸出功率都為零。在某一個(gè)點(diǎn)，稱(chēng)為最大功率點(diǎn)，輸送到面板的功率是最大的。MPPT算法的目標(biāo)是使太陽(yáng)能面板工作在這一點(diǎn)上，輸出最大功率。

　　圖4 功率與電壓對(duì)比圖