[发明专利]一种聚光太阳能光伏发电系统的建模方法

摘要

本发明公开了一种聚光太阳能光伏发电系统的建模方法，包括（1）根据实际应用建立聚光光学模型，得到多结电池表面接收的辐照光谱；（2）建立多结电池的等效电路模型，通过测量的I‑V曲线拟合电路模型中的未知参数；（3）利用多结电池各结材料参数和电池表面辐照光谱数据计算各结子电池的短路电流，代入电路模型计算多结电池及系统的开路电压和最大输出功率；（4）利用光学模型的输入DNI光谱数据计算系统的输入光功率，通过系统的最大输出功率和输入光功率计算系统效率，并有效估算系统发电量。运用本发明提出的方法可以对聚光太阳能光伏发电系统性能随温度变化的趋势进行有效地估计，同时对器件及系统性能的改善具有重大的理论指导意义。

主权项

一种聚光太阳能光伏发电系统的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对聚光光学处理系统建立模型，将全球直射参考光谱数据导入模型中的太阳光源，合理设置太阳光源的光线数量，通过光线追迹得到聚光太阳能光伏发电系统中的多结电池接收表面的光谱数据及光强分布；所述的合理设置太阳光源的光线数量，合理设置的评价标准是既要确保得到的结果准确、又要确保每次追迹的时间最短，光线数量越多时结果越精准，光线数量越少时追迹时间越短，因此要寻找合适的光线数量；步骤2：针对聚光太阳能光伏发电系统中所用的单个多结电池建立等效电路模型，该等效电路模型以聚光倍数C和电池工作温度T作为其输入变量，利用实际测量的单个多结电池I‑V曲线对其等效电路模型中的未知参数进行拟合，提取有效参数值，这些参数值对于较宽范围内的C和T均适用；步骤3：利用实际测量的特定温度下多结电池各结子电池的外量子效率数据和步骤1中得到的多结电池接收表面的辐照光谱数据计算多结电池各结的短路电流Isci其中，SC是短路的缩写，i为多结电池PN结序号，i＝1,2，...,n,并将其作为输入数据代入步骤2得到的等效电路模型，算出单个多结电池的开路电压和最大输出功率，进而根据聚光太阳能光伏发电系统中的各个多结电池的串联及并联连接情况计算聚光太阳能光伏发电系统中的开路电压和最大输出功率Pomax；步骤4：利用全球直射光谱数据计算聚光太阳能光伏发电系统中的输入光功率Pin，并计算得到聚光太阳能光伏发电系统的系统效率和系统发电量∫Pin(t)dt。