太陽能電池陣模擬器的設(shè)計(jì) I-U 特性曲線生成模塊

　　圖5示出設(shè)計(jì)每個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)。

 

　　考慮到實(shí)際工作環(huán)境可能比較惡劣，且溫度和日照條件均變化較快，因此采用模擬器件來實(shí)現(xiàn)曲線的生成電路，以加快響應(yīng)速度。通過高精度D/A將接收到的數(shù)字參數(shù)給定轉(zhuǎn)換為模擬值給定。

　　根據(jù)太陽能電池的數(shù)學(xué)模型，太陽能電池的輸出I-U 曲線是在一個(gè)恒定電壓下減去一個(gè)二極管的I-U 特性曲線，對(duì)此，可采用如圖6所示的太陽電池輸出I-U 曲線模擬電路進(jìn)行模擬。

 

　　由圖可見，輸入包括開路電壓和短路電流的給定，由這兩個(gè)參數(shù)就能確定太陽能電池的工作狀態(tài)。

　　太陽能電池的非線性特性主要由模擬器件來實(shí)現(xiàn)，不同的曲線對(duì)應(yīng)著不同特性的二極管和其他電阻電容參數(shù)的選擇。

　　開路電壓和短路電流由外界環(huán)境條件所決定。

　　根據(jù)太陽能電池的工程模型，短路電流近似等于太陽能電池的光電流，主要由光照條件所決定，而開路電壓則近似為電池溫度的一個(gè)線性函數(shù)。因此，光照條件和電池溫度就可以簡(jiǎn)單地通過這兩個(gè)參數(shù)的設(shè)置得到反映。

　　可以看出，當(dāng)反饋電壓小于給定的Uoc 的參考值，放大器A1 輸出為負(fù)，二極管由于反偏截止，A2的輸出就只能由Isc 決定，整個(gè)電路輸出電流就為短路電流。當(dāng)反饋電壓增大，能使A1 的輸出為正，二極管正偏導(dǎo)通，A2 的輸入則隨二極管電流的增大而增大，輸出則隨之減小。由于二極管的電壓電流是指數(shù)關(guān)系，利用這一關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電流的減小量作為輸出電壓的函數(shù)，并通過選擇合適特性的二極管，就能很好地模擬太陽電池陣的I-U 曲線。
產(chǎn)品關(guān)鍵詞：太陽能熱水器 太陽能 太陽能草坪燈 太陽能光伏 太陽能光熱發(fā)電 太陽能電池