[發明專利]凸彎曲柔性光伏電池模塊的非線性化電流數學模型及方法

在審

• 申請號: 201810801744.1
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108984915A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 陳功;許楊;蔡磊;韋煒;王婉雯;陳銀銀;吳帥;沈艷;徐鵬鵬;王銀國;孫超
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H02S30/20
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種凸彎曲柔性光伏電池模塊的非線性化電流數學模型及方法。該模型包括搭建的柔性光伏板模型以及設置于柔性光伏板模型上方的實驗光源，N個光伏電池串聯形成光伏電池串，2M串所述光伏電池串并聯組成柔性光伏板模型。中間的一串光伏電池串為第M串，第M串光伏電池串受到的光照強度最大，從第M串開始光照強度向兩邊呈非線性遞減。本發明控制光源的光照強度、疏密、仰角等參數，研究并探索不同高效率光源條件時柔性薄膜光伏板模塊在自然狀態下的電壓、電流、功率等電氣參數的變化規律，探索對稱凸彎曲一次時的柔性薄膜光伏板模塊與光源的垂直距離、彎曲弧度、彎曲度隨時間變化的電氣參數的變化規律。

技術領域

本發明涉及一種單晶硅柔性電池模塊在對稱凸彎曲一次時的電流數學模型，尤其是采用非線性化分析實現該數學模型的建立。

背景技術

傳統的太陽能電池板常常會讓人覺得比較笨重和堅硬，而柔性太陽能電池比原始生產材料成本更低，更持久耐用并且更加美觀。這種薄膜電板，還可以安置在不規則的摩天大樓的外觀結構表面，吸收太陽能量并轉化為電能。柔性太陽能電池板采用高晶硅材料制成，并用高強度以及高性能耐紫外線輻射的專用密封材料層壓制而成，具有抗融雪，抗震，防壓等等多種優點。是一種先進無污染的高科技產品。

目前，應用薄膜光伏電池板的行業越來越多，其中農業的溫室大棚應用比較廣泛，利用溫室建筑安裝太陽能電池板，將溫室生產與光伏發電系統有機結合的光伏溫室技術，可實現太陽能發電與溫室生產的一體化，太陽能發電直接供給溫室使用，既有效利用了土地資源，又節省了電力傳輸中的能源和資材消耗，而且解決了太陽能利用的時空轉移，可獲得溫室夜間和陰雨天的能量補充。

除了農業方面，在太陽能力學方面目前也取得一定的進展，隨著太陽能電池建筑一體化的不斷發展，太陽能電池不再只是建筑結構的附加品，在越來越多的現代建筑結構中，逐漸出現太陽能電池與結構構件結合的應用，而這些應用使得太陽能電池不可避免的承受結構構件傳遞過來的應力的作用。目前，國內對此作了較長時間的理論和實驗研究，提到了農業大棚和太陽能電池在力學上的應用，沒有考慮到在復雜的陰影條件下的光伏陣列的建模。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種凸彎曲柔性光伏電池模塊的非線性化電流數學模型。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種凸彎曲柔性光伏電池模塊的非線性化電流數學模型，包括搭建的柔性光伏板模型以及設置于柔性光伏板模型上方的實驗光源，N個光伏電池串聯形成光伏電池串，2M串所述光伏電池串并聯組成柔性光伏板模型。

進一步地，中間的一串光伏電池串為第M串，第M串光伏電池串受到的光照強度最大，從第M串開始光照強度向兩邊呈非線性遞減。

進一步地，所述柔性光伏板模型的數學模型為：

本發明還提供一種凸彎曲柔性光伏電池模塊的非線性化電流數學方法，包括：

步驟1：搭建實物光伏板模型；

步驟2：根據實物模型搭建光伏板的數學模型；

步驟3：非線性分析實物圖的搭建；

步驟4：構建柔性薄膜對稱凸彎曲一次時的數學模型。

進一步地，N個光伏電池串聯形成光伏電池串，2M串所述光伏電池串并聯組成柔性光伏板模型；中間的一串光伏電池串為第M串，第M串光伏電池串受到的光照強度最大，從第M串開始光照強度向兩邊呈非線性遞減。

進一步地，整個柔性光伏板光照條件下不同區域的光照強度S由光伏板的彎曲度決定，