光伏电池模型研究

宋治楷　胥飞　王恒

摘 要：简要介绍了常用的光伏电池数学模型，分析了光伏电池的特点和几种常用的工程模型。在考虑环境温度和光照强度对太阳能电池影响的情况下，比较了这几种模型，以期为日后的相关研究提供参考。

关键词：光伏电池；数学模型；工程模型；太阳能电池

中图分类号：TM914.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.010

随着世界能源危机和环境污染问题的加重，太阳能作为一种新型能源，在能源结构中占有非常重要的位置。确定一个准确、实用的太阳能电池模型，并利用合理的方法得到相应的模型，对分析和设计光伏发电系统有非常重要的意义。

1 光伏电池的数学模型

光伏电池等效电路是由产生光生电流的恒流源和一系列电阻（内部并联电阻Rsh和串联电阻Rs）构成。由电子学理论可知，光伏电池的等效电路如图1所示。

3 各模型的特点

模型1：利用该模型可以得到任意环境温度和光照强度条件下的光伏电池输出特性曲线，并且不需要复杂的参数。另外，它的通用性很强，能够满足光伏发电系统的设计要求，进而为研究最大输出功率点的控制奠定了基础。

模型2：模型简单，简化了结构，加快了计算速度。

模型3：该模型较为合理、实用，能够详细表述事物内部的物理特性，而且仿真准确度比较高。

4 结论

从光伏电池的物理电路模型出发，研究了光伏电池的简化数学模型和工程模型。工程模型充分考虑了环境温度和光照强度对光伏电池的影响，为研究光伏发电的能效优化方法、指导理论研究和系统设计提供了重要的基础保证和良好的研发平台。……