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文档简介

这是太阳能电池的电路模型，太阳能电池实际是一个PN结，在有太阳光照射的情况下，会发生光生伏打效应（photovoltaic effect）,当太阳光照射在电池上，电池会吸收太阳光的能量，产生光电子孔对（photoelectron-hole pairs），在电池内部的电场的作用下，电子和空穴就会分开，聚集在电池的两端就产生了光伏电压（photo-voltage）,这就是太阳能电池的工作物理原理。在太阳能电池的电路模型中电阻Rs的代表电池的内阻，它的阻值比二极管正向导通的阻值小的多。由于Rs值很小在几毫欧到1欧之间，在后面的数学建模中忽略不记了。电阻Rsh是并联在太阳能电池的两端，这是为了保护电池，防止电池在短路时发生故障，Rsh的阻值一般大于1K欧。Ipv=Iph-Id-IshIph代表光电流，跟光照强度成比例；Id代表流过二极管的电流；Ish代表漏电流；Ipv代表流过负载的电流。二极管流过的电流和而二极管两端的电压的方程为：Id=Ioexpq(Vpv+IpvRS)AkT-1Io是二极管的反向饱和电流，幅值大约在10-4左右，q是电子电荷量，k是波尔兹曼常数，T是标准温度。Ipv=Iph-Ioexpq(Vpv+IpvRs)AkT-1-Vpv+IpvRsRsh工程太阳能电池模型只要开路电压（Voc），短路电流（Isc），最大功率点电压（Vm），最大功率点电流（Im），最大功率（Pm），就可以推出在特定条件下太阳能电池的工作情况。做两点近似：1，忽略（Vpv+IpvRs）/Rsh，因为流过Rsh的电非常的小，可以不计；2，Iph等于Isc，因为Rs值比二极管的正向导通的阻值小的多。这样，太阳能电池的电流和电压方程（I-V）可以简化为：I=Isc(1-C1expVC2Voc-1)我们根据标准的温度，日照强度条件来计算在任意温度，日照强度条件下的工作情况，即求出Voc Isc Im Vm，根据这些新的值求出输出电流与电压的关系。K为日照强度改变时太阳能电池的温度系数，典型值为0.03。a为0.0025，b为0.5，c为0.00288，e为自然常数。跟据数学模型在matlab中的仿真为：Matl
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