[发明专利]一种光伏电池及组件等效模型的建立方法

说明书

本发明提供的一种光伏电池及组件等效模型的建立方法，包括以下步骤：第一步，利用光伏电池等效电路模型中的引出端口V_cont、UC_D、UC+和UC‑将电池封装成一个电池元件单元，并将该电池元件单元中的电池参数输入到光伏电池的I‑V曲线计算公式中，得到光伏电池模型的输出IV曲线；第二步，调整第一步中所述的电池参数，直至得到的光伏电池模型的输出IV曲线与光伏电池的实测输出IV曲线之间的误差达到工艺条件为止，同时，将该光伏电池模型的输出IV曲线对应的电池参数作为最优参数；第三步，最优参数对应的电池元件单元即为光伏电池的等效模型；通过该模型可以准确的模拟光伏电池及组件的温度系数，低辐照性能，有阴影遮挡情况下的输出特性等，了解这些性能对光伏电池及组件的设计工作具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于光伏技术领域，涉及一种光伏电池及组件等效模型的建立方法。

背景技术

光伏电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转化为电能的器件。光伏电池通过串并连接，外加材料封装得到光伏组件。光伏电池及组件的I-V(电流-电压)输出是非线性的，其输出响应受光照强度、温度、负载等多方面因素的影响。建立光伏电池以及组件的输出响应模型，可以做到不需要实验操作，就能够初步判断设计方案的可行性，对光伏电池及组件的设计具有重要的指导意义。由于光伏产品输出特性为非线性，目前，行业内的光伏电池，光伏组件的建模方法精准度都不高，模型输出与实际测试有较大的偏差存在，从模型中提取出的最大功率Pm的偏差约为1％～3％，而且部分模型存在一定的错误，例如：PV lighthouse中提供的光伏电池双二极管模型，温度为300K时，电池的开路电压为0.6296V，当温度升高到301K时，电池的开路电压为0.6317V，由此可得，温度升高，电池的开路电压Voc升高，电池的开路电压的温度系数为正，然而根据光伏电池的物理特性及实际试验，我们可以验证，当温度升高时，电池Voc下降，电池的Voc的温度系数为负值。

发明内容

本发明的目的在于一种光伏电池及组件等效模型的建立方法，解决了现有的光伏组件的建模方法精准度不高，模型输出与实际测试有较大偏差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种光伏电池及组件等效模型的建立方法，包括以下步骤：

第一步，利用光伏电池等效电路模型中的引出端口V_cont、UC_D、UC+和UC-将电池封装成一个电池元件单元，并将该电池元件单元中的电池参数输入到光伏电池的I-V曲线计算公式中，得到光伏电池模型的输出IV曲线；

第二步，调整第一步中所述的电池参数，直至得到的光伏电池模型的输出IV曲线与光伏电池的实测输出IV曲线之间的误差达到工艺条件为止，同时，将该光伏电池模型的输出IV曲线对应的电池参数作为最优参数；

第三步，最优参数对应的电池元件单元即为光伏电池的等效模型。

优选地，第一步中，所述的光伏电池等效电路模型通过LTSPIC建立，同时，该等效电路模型含有三个二极管。

优选地，第一步中，在LTSPIC中建立的光伏电池的等效电路模型具体是：包括光生电流源J_light、二极管J01、二极管J02、电阻R_sh、电阻Rs和二极管R_BD，其中，光生电流源J_light与二极管J01、二极管J02和电阻R_sh先并联后,由并联节点正极引出端口UC_D，负极引出端口UC-,其次在与电阻Rs串联，再次并联一个用于防反偏击穿的二极管R_BD,从二极管R_BD的负极引出端口UC+,最后外接负载电阻R_load，电路负极接地，最终完成等效电路模型的建立。

优选地，第一步中，光伏电池的I-V曲线计算公式是根据光伏电池等效电路模型得到的，具体是：