關(guān)于太陽能電池陣模擬器的設(shè)計(jì)

　　2.2 雙指數(shù)模型

　　在單指數(shù)模型中，在不同的電壓范圍內(nèi)，決定IVD 的因素也不同。當(dāng)電壓較高時(shí)，IVD 主要由電中性區(qū)的注入電流決定；當(dāng)電壓較低時(shí)，IVD 主要由空間電荷區(qū)的復(fù)合電流決定。為了提高模型精度，可以綜合考慮這兩種情況，在等效電路中用兩個參數(shù)不同的二極管來產(chǎn)生這兩個電流，如圖3 所示。

　　兩個二極管產(chǎn)生的暗電流IVD1，IVD2 可分別表示成一個指數(shù)式的形式，這就是雙指數(shù)太陽能電池理論模型，其表達(dá)式為：

　　式中

　　I01，A1———電中性區(qū)的飽和電流及完整性因子

　　I02，A2———空間電荷區(qū)的飽和電流及完整性因子

　　該模型不僅考慮了Rs 和Rsh 對太陽能電池性能的影響，而且用指數(shù)的形式概括地表示了不同機(jī)制下產(chǎn)生的IVD，并將不同電壓范圍內(nèi)的IVD 決定因素也考慮在內(nèi)，因而具有更高的精度。

　　2.3 工程應(yīng)用的模型

　　上述單指數(shù)和雙指數(shù)模型是基于物理原理的最基本的解析表達(dá)式，已被廣泛應(yīng)用于太陽能電池的理論分析中。但由于表達(dá)式中的參數(shù)，包括Iph，I0（或I01，I02），Rs，Rsh 和A（或A1，A2）與電池溫度和日射強(qiáng)度都有關(guān)，確定起來十分困難，因此不便于工程應(yīng)用，在太陽能電池供應(yīng)商向用戶提供的技術(shù)參數(shù)中也不包括這些參數(shù)。

　　工程用模型強(qiáng)調(diào)的是實(shí)用性與精確性的結(jié)合。

　　實(shí)際應(yīng)用中，在設(shè)計(jì)各種系統(tǒng)時(shí)，考慮到數(shù)字仿真和模擬時(shí)的動態(tài)反應(yīng)速度及計(jì)算工作量，必須盡可能在工程精度允許的條件下簡化模型。

　　工程用太陽電池的模型通常要求僅采用供應(yīng)商提供的幾個重要技術(shù)參數(shù)，如短路電流Isc、開路電壓Uoc、最大功率點(diǎn)電流Im、最大功率點(diǎn)電壓Um、最大功率點(diǎn)功率Pm，就能在一定的精度下復(fù)現(xiàn)陣列的特性，并便于計(jì)算機(jī)分析。

　　鑒于單指數(shù)模型已足以精確描述太陽能電池的伏安特性，下面將在單指數(shù)模型的基礎(chǔ)上，通過忽略（U+IRs）/Rsh 項(xiàng)和設(shè)定Iph=Isc，得到工程實(shí)用的太陽能電池模型。忽略（U+IRs）/Rsh 項(xiàng)，是因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下Rsh 較大，有幾百到幾千歐，該項(xiàng)遠(yuǎn)小于光電流；設(shè)定Iph=Isc，是因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下Rs 遠(yuǎn)小于二極管正向?qū)娮琛?/font>

　　此外，定義：

　?、匍_路狀態(tài)下，I=0，U=Uoc；

　?、谧畲蠊β庶c(diǎn)時(shí)，U=Um，I=Im。