基于MATLAB/SIMULINK的光伏电池建模与仿真分析

冷 淼，徐 婷（长春工业大学 电气与电子工程学院，长春 130012）

基于MATLAB/SIMULINK的光伏电池建模与仿真分析

冷 淼，徐 婷
（长春工业大学 电气与电子工程学院，长春 130012）

太阳能作为新能源的典型代表，越来越受到人们的重视。光伏电池是光伏发电系统中的关键部件，针对光伏电池输出特性非线性化的特征，分析了光伏电池的工作原理，利用MATLAB/SIMULINK对其进行了建模与仿真，仿真结果验证了模型的正确性。

光伏电池；MATLAB/SIMULINK仿真；输出特性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.216

1　引言

一次能源的日益枯竭及由一次能源使用所带来的环境污染问题日益严重，这加快了人们对二次能源的开发与利用，光伏发电被广泛认为是清洁、安全、可靠、技术相对成熟的技术，因此近几年来光伏发电成为研究的热点问题［1-3］。本文根据光伏电池的工作原理，建立了其数学模型，并基于MATLAB/SIMULINK仿真平台进行了仿真，对不同光照强强度、环境温度下的光伏电池输出特性进行了分析。

2　光伏电池的数学模型及输出特性

2.1光伏电池的数学模型

光伏电池是一种利用光伏效应将光能转化为电能的元器件。光伏电池通常是由硅半导体材料构成的，当半导体PN结被光照时，会形成新的空穴电子对。在半导体硅的内部电场作用下，N型区的空穴流向P型区，P型区的电子流向N型区，故在光伏电池的两端产生电压。光伏电池单体可等效为如图1所示的电路模型［4］。

图1　光伏电池等效电路模型

根据图1，由基尔霍夫定律KCL、KVL可得光伏电池的输出电流I：

式中：Iph为光子激发的电流，A；……