[發明專利]一種光伏電池及組件等效模型的建立方法

在審

• 申請號: 201810636346.9
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108959740A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 趙珍;朱琛;呂俊;曹鑫
• 申請（專利權）人: 泰州隆基樂葉光伏科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明提供的一種光伏電池及組件等效模型的建立方法，包括以下步驟：第一步，利用光伏電池等效電路模型中的引出端口V_cont、UC_D、UC+和UC?將電池封裝成一個電池元件單元，并將該電池元件單元中的電池參數輸入到光伏電池的I?V曲線計算公式中，得到光伏電池模型的輸出IV曲線；第二步，調整第一步中所述的電池參數，直至得到的光伏電池模型的輸出IV曲線與光伏電池的實測輸出IV曲線之間的誤差達到工藝條件為止，同時，將該光伏電池模型的輸出IV曲線對應的電池參數作為最優參數；第三步，最優參數對應的電池元件單元即為光伏電池的等效模型；通過該模型可以準確的模擬光伏電池及組件的溫度系數，低輻照性能，有陰影遮擋情況下的輸出特性等，了解這些性能對光伏電池及組件的設計工作具有重要的指導意義。

技術領域

本發明屬于光伏技術領域，涉及一種光伏電池及組件等效模型的建立方法。

背景技術

光伏電池是一種利用光生伏特效應將光能直接轉化為電能的器件。光伏電池通過串并連接，外加材料封裝得到光伏組件。光伏電池及組件的I-V(電流-電壓)輸出是非線性的，其輸出響應受光照強度、溫度、負載等多方面因素的影響。建立光伏電池以及組件的輸出響應模型，可以做到不需要實驗操作，就能夠初步判斷設計方案的可行性，對光伏電池及組件的設計具有重要的指導意義。由于光伏產品輸出特性為非線性，目前，行業內的光伏電池，光伏組件的建模方法精準度都不高，模型輸出與實際測試有較大的偏差存在，從模型中提取出的最大功率Pm的偏差約為1％～3％，而且部分模型存在一定的錯誤，例如：PV lighthouse中提供的光伏電池雙二極管模型，溫度為300K時，電池的開路電壓為0.6296V，當溫度升高到301K時，電池的開路電壓為0.6317V，由此可得，溫度升高，電池的開路電壓Voc升高，電池的開路電壓的溫度系數為正，然而根據光伏電池的物理特性及實際試驗，我們可以驗證，當溫度升高時，電池Voc下降，電池的Voc的溫度系數為負值。

發明內容

本發明的目的在于一種光伏電池及組件等效模型的建立方法，解決了現有的光伏組件的建模方法精準度不高，模型輸出與實際測試有較大偏差的問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種光伏電池及組件等效模型的建立方法，包括以下步驟：

第一步，利用光伏電池等效電路模型中的引出端口V_cont、UC_D、UC+和UC-將電池封裝成一個電池元件單元，并將該電池元件單元中的電池參數輸入到光伏電池的I-V曲線計算公式中，得到光伏電池模型的輸出IV曲線；

第二步，調整第一步中所述的電池參數，直至得到的光伏電池模型的輸出IV曲線與光伏電池的實測輸出IV曲線之間的誤差達到工藝條件為止，同時，將該光伏電池模型的輸出IV曲線對應的電池參數作為最優參數；

第三步，最優參數對應的電池元件單元即為光伏電池的等效模型。

優選地，第一步中，所述的光伏電池等效電路模型通過LTSPIC建立，同時，該等效電路模型含有三個二極管。

優選地，第一步中，在LTSPIC中建立的光伏電池的等效電路模型具體是：包括光生電流源J_light、二極管J01、二極管J02、電阻R_sh、電阻Rs和二極管R_BD，其中，光生電流源J_light與二極管J01、二極管J02和電阻R_sh先并聯后,由并聯節點正極引出端口UC_D，負極引出端口UC-,其次在與電阻Rs串聯，再次并聯一個用于防反偏擊穿的二極管R_BD,從二極管R_BD的負極引出端口UC+,最后外接負載電阻R_load，電路負極接地，最終完成等效電路模型的建立。

優選地，第一步中，光伏電池的I-V曲線計算公式是根據光伏電池等效電路模型得到的，具體是：