国内外光伏发展现状与技术综述

1、国内外光伏发展现状与技术综述摘要：在面临着能源减少和环境污染双重压力的今天，太阳能因为其独特的优势而得到青睐。为有效利用太阳能，需 要对光伏发电系统进行系统的研究并加以有效的控制。首先，本文对国内外光伏电池的发展现状进行了总结；接着， 为了更好的理解光伏电池的本质，本文从光伏电池的性能技术参数入手，以薄膜光伏电池为例，列举了光伏电池的性 能技术参数；然后根据光伏太阳能电池的发展状况将光伏电池分为三类，并选取目前应用比较广泛、技术比较成熟的 硅型光伏电池、薄膜光伏电池、高分子光伏电池、聚光型光伏电池四种进行详细介绍，分别从生产应用情况、生产厂 家、应用主要技术对这几种光伏电池进行概括总结；再次，

2、对光伏电池的生产技术进行了简要概括，主要介绍了 MPPT 技术、孤岛检测技术和最后，根据光伏电池现有的发展状况总结目前光伏太阳能电池关键问题，并对以后的发展进行 预测和展望。Abstract Nowadays, in the face of energy reduction and environment pollution, the solar energy is gaining favor for its unique advantages. In order to use solar energy effectively, it is necessary to carry on the

3、photovoltaic system and make effective control. Fist, this paper concludes the current situation of the photovoltaic development domestic and overseas; next, so as to understand the essence of photovoltaic cells, this paper shows from the performance parameter of photovoltaic battery, and take the f

4、ilm photovoltaic battery to list the performance; then, the photovoltaic is divided into three categories from the aspect of structure, material and photoelectric conversion mechanism. This paper makes a detailed introduction about silicon photovoltaic cells, film photovoltaic cells, polymer photovo

5、ltaic cells, spotlighting type photovoltaic cells. These four types have proven technique and is widely used and they are concluded respectively from the application situation, production factory, the main technology. Then, the production technology of photovoltaic cells are summarized, mainly intro

6、duced the MPPT technology, island testing technology. Finally, according the current development situation of photovoltaic production technology, this paper summarizes and makes a future development forecast of photovoltaic battery.当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。人类在21世纪面对的最大困难就是不可再生能源的日渐

7、减少和环境污染的日益严重。如何解决 这一对难题成为困扰世界经济发展的首要任务。太阳时时刻刻都在向地球发送着能量，并且这种能量是取之不尽，用之不竭的。如果仅仅将太阳发 射到地球的总辐射功率换算成电功率，可以高达1.77X1012千瓦，比目前全世界平均消费电力还要大 数亿倍。太阳能不但数量巨大，而且源于太阳的各种绿色能源，如:风能、潮汐能、生物质能、水力能 都属于可再生能源，只要有太阳的存在，能源就像阳光一样源源不断。太阳能发电主要有太阳能光伏发 电和太阳能光热发电两种形式。由于太阳能光伏发电具有安全可靠、无噪声、故障率低、维护简便等 优点，是一种被看好的能源利用形式。国内外光伏发展史与发展现状1

8、.1国内外光伏发展史1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，并首先应用于空间技术。当时太阳 能电池的转换效率为8%。1973年世界爆发石油危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近 10几年来，随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命， 免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，并 实施庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池 产业进入了高速发展时期，并带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在1997- 2006年的10年中，世界光伏产

9、业扩大了 20倍，今后10年世界光伏产业仍以每年30%以上的增长速 度发展。表1是世界太阳能电池发展的主要节点。表1世界太阳能电池发展的主要节点1954美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6%1955第一个光伏航标灯问世，美国RCA发明Ga As太阳能电池1958太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为8%o1959第一个单晶硅太阳能电池问世。1960太阳能电池首次实现并网运行。1974突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18%。1975非晶硅及带硅太阳能电池问世1978美国建成100KW光伏电站1980单晶硅太阳能电池效率达到20%多晶硅为14.5%，Ga As为22.5%1

10、986美国建成6.5KW光伏电站1990德国提出“2000光伏屋顶计划”1995高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达32%o1997美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出“新阳光计划”1998单晶硅太阳能电池效率达到24.7%，荷兰提出“百万光伏屋顶计划”2000世界太阳能电池总产量达287MW，欧洲计划2010年生产60亿瓦光伏电池1.2国内外光伏发展现状全球光伏行业过去几十年在电池及组件方面的生产有着惊人的发展速度，含2008年的10年复 合年增长率（CAGR）为46%, 5年CAGR为56%o20072008年的年增长率为87%,高于20062007 年的年增长率51%。过

11、去几十年，欧洲和日本的生产增长率一直很强,1998-2008年的10年CAGR 分别为50%和38%,这也是他们主导光伏市场的主要原因。欧洲和日本的共同市场份额从1980年的 24%增长到2004年的76% 3。近年来，我国的光伏电池产业在国外市场的拉动下发展迅速，2009年，我国光伏电池产量已突破 200万千瓦，位居世界首位。中国的增长率在近几年是最高的，其中2003-2008年的5年CAGR为 170%o 2001年中国对全球的生产贡献仅有大约1%，直到2005年中国才变成全球主要的生产商， 当时的市场份额达到7%。中国台湾地区的增长率也非常快速，其5年的CAGR大约为119%，在2007

12、 年超过美国的生产水平，成为世界第四大制造地区。2008年，中国台湾地区继续赶超国，获得更多 的市场份额。中国台湾地区的生产量从2007年的大约0.37GW （10%的市场份额）增长到2008年的 0.85GW（12%的市场份额）。美国在2007年制造了 0.27GW（7%的市场份额），2008年制造了 0.41GW （6%的市场份额）。太阳能光伏电池简介作为太阳能电池工作基本原理的光伏效应（Photovoltaic Effect缩写PV）是1839年被发现的。由太 阳光的光量子与材料相互作用而产生电势，从而把光的能量转换成电能，此种进行能量转化的光电元件 称为太阳电池（Solar Cell）

13、，也可称之为光伏电池。1954年Bell实验室研发出第一个太阳能电池,不过由 于效率太低，造价太高,缺乏商业价值。随着航天技术的发展，使太阳能电池的作用不可替代，太阳能电池 成为太空飞行器中不可取代的重要部分。研究发现，光照使不均匀的半导体或半导体与金属结合的不同部位之间，产生电位差的现象，这 种现象被称为光生伏特效应（Photovoltaic effect）。简称光伏效应。后来就把能够产生光生伏特效应的 器件称为光伏器件。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率比较高，所以通常把这类基于半 导体PN结的光生伏特效应的、能够将太阳能直接转换成电能的光伏器件称为太阳能电池（solar cell

14、）， 也称光伏电池。图1形象的描述了并网发电系统及工作原理。交流胞网光伏组件 逆变器习土图1并网发电系统及工作原理光伏太阳能电池的性能技术参数对于大多数太阳能电池得性能技术参数都由一下几个：Pmax （最大功率），Imax （最大电流）， Vmax （最大电压），Isc （短路电流），Voc （开路电压），FF （填充因子），Eff（效率值），Rs （串联电 阻），Rsh （并联电阻）。我们以硅型太阳能电池为例，说明部分性能技术参数的含义与计算方法。（1）开路电压VOC：硅光电池处于开路状态，RL 8时电池两极之间的电位差。（2）短路电流ISC：硅光电池处于短路状态，RL0时测量的电流。（3）

15、最大输出功率Pm：硅光电池I-U特性曲线上，电流与电压乘积的最大值。（4）最佳工作电流Im和最佳工作电压Um：硅光电池IU特性曲线上最大功率所对应的电流 和电压，如图2中M点（Im、Um）。图2硅光电池IU特性曲线转换效率门受光照硅光电池的最大输出功率Pm与入射到该硅光电池上的全部辐射功率Psr 的比，门=p /p填充因子FF：受光照硅光电池的最大输出功率Pm与该电池的开路电压Uoc和短路电流Isc 乘积之比，即：FF=Pm/Voc Isc硅光伏电池的特性参数通常都是在AM1.5太阳光谱，温度为25C, 光源辐射照度为1000W/m2的标准测试条件下得到的，其特性曲线受温度和入射光谱、辐射照度

16、影 响很大，硅光电池内部等效二极管反向饱和电池，可用下式计算：10 = AT 3exP qEg/irL(1)式(1)中：A为常数；Ego为绝对零度下外插禁带宽度。硅光伏电池的工作温度，可由下式计算：T=Ta+ Tc S(2)式(2)中：Ta为环境温度；Tc为硅光电池的温度系数；S为太阳辐射照度。硅光伏电池的温度特性， 可参看文献6的讨论，开路电压Voc随温度升高而下降，短路电流Isc随温度升高而上升，但电池的 转换效率n随温度升高而下降，温度每升高1C，硅光电池电池转换效率下降0.35%0.45%，由此 推算，在25CX作的硅型光伏电池的转换效率比70CX作时高20%以上7。光伏电池的类型至今

17、太阳能电池已经发展到了第2代。第1代太阳能电池包括单晶硅和多晶硅2种,工业化产品 效率一般为13%15%,目前可工业化生产、可获得利润的太阳能电池就是指第1代电池。但是由于生 产工艺等因素使得该类型的电池生产成本较高。第2代太阳能电池是薄膜太阳能电池,其成本低于第1 代，可大幅度增加电池板制造面积，但是效率不如第1代。在将来的第3代太阳能电池应该具有以下特 征:薄膜化、高效率、原材料丰富和无毒性。可望实现的第3代电池效率的途径包括:叠层电池、多带 光伏电池、碰撞离化、光子下转换、热载流子电池、热离化、热光伏电池等。单晶硅太阳能电池f第一代太阳能电池多晶硅太阳能电池多晶硅薄膜太阳能电池太阳能电池

18、第二代太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池聚合物薄膜太阳能电池第三代太阳能电池薄膜化、高效率、原材料丰富太阳能电池一般来说，对光伏太阳能电池进行分类方法有很多种，图3、图4、图5分别从结构、材料、光电转换原理三个方面对太阳能电池进行了分类:按 结 构 分 类图3按结构分类图4按材料分类传统太阳电池按 光 电 转 换 机 理激子 太阳电 一池一图5按光电转换原理分类4.1硅型光伏电池4.1.1硅型光伏电池简介在品种繁多的光伏电池中，晶体硅光伏电池最受用户青睐，其光电转换效率高、性能稳定，几乎 所有的大型光伏电站都采用晶体硅太阳电池发电。20世纪80年代，很多国家开始多晶硅光伏电

19、池的研发工作，当时美、欧等国家的多晶硅光伏电 池转换效率一般稳定在7%8%之间，硅锭质量在3050kg左右。与单晶硅光伏电池相比，多晶硅 光伏电池转换效率较低，优势并不明显；但是随着技术的进步、新设备的研发成功，硅锭质量已经达 到500kg甚至更多，其转换效率已接近单晶硅光伏电池，由于克服了单晶硅电池准方片的不足，制成 光伏组件的转换效率已与单晶硅电池一致。目前国内外晶体硅光伏电池的单晶与多晶产能大致相当， 国内众多厂家开发出具有自主知识产权的多晶硅硅片专用设备，如多晶硅结晶炉、线锯、剖锭机等4。4.1.2硅型太阳能电池的类型单晶硅太阳能电池在品种繁多的光伏电池中，晶体硅光伏电池最受用户青睐，

20、其光电转换效率高、性能稳定，几乎 所有的大型光伏电站都采用晶体硅太阳电池发电。单晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在 太阳能电池生产总成本中己超1/2。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片， 组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。多晶硅太阳能电池与单晶硅光伏电池相比，多晶硅光伏电池转换效率较低，优势并不明显；但是随着技术的进步、 新设备的研发成功，硅锭质量已经达到500kg甚至更多，其转换效率已接近单晶硅光伏电池，由于克 服了单晶硅电池准方片的不足，制成光伏组件的转换效率已与单晶

21、硅电池一致。目前，太阳能电池使用的多晶硅材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅料和冶 金级硅材料熔化浇铸而成。其工艺过程是选择电阻率为100-300M - cm的多晶块料或单晶硅头尾料， 经破碎，用1: 5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性,并烘干。用石英坩 埚装好多晶硅料,加人适量硼硅，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后应保温约20min，然后注入 石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池 片，可提高材制利用率和方便组装。4.1.3生产硅型太阳能电池的厂家我国主要生产单晶硅太阳能电池的厂家主要有

22、中山市斯盖谱光伏电子有限公司、深圳市万旭科技 有限公司、深圳市欣明通太阳能科技有限公司、深圳市华日通太阳能有限公司。4.2薄膜太阳能电池4.2.1薄膜太阳能电池简介薄膜光伏电池作为一种新型光伏电池，由于其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产， 因而具有广阔的市场前景。尽管薄膜光伏电池的光电转换效率还有待进一步提高，但其价格优势抵消 了光电转换效率不足的缺点。据预测，市场对于薄膜光伏电池的需求增长速度将是传统硅片光伏电池 的2倍。薄膜光伏电池特别是非晶硅薄膜光伏电池具有晶体硅片光伏电池所不具备的低成本、对原材料硅 的用量极少、较短的能量回收周期、生产过程无污染、弱光下可以发电、衬底可用柔性

23、材料等优势， 适合大面积生产，适合应用于大规模、大面积的光伏电站及光伏建筑一体化，具有巨大的发展空间。 2013年之前薄膜光伏电池和硅片光伏电池将齐头并进，2013年以后薄膜光伏电池将成主流。生产薄膜太阳能电池的厂家由于薄膜太阳能电池需要非常昂贵的设备投资，的技术经验，到2009年为止，生产薄膜太阳能 电池的厂家并不多。从技术上讲，最为成熟的薄膜太阳能电池当属硅基薄膜太阳能电池，包括非晶硅薄膜太阳能电池 和非晶硅/微晶硅双叠层薄膜太阳能电池，在进行薄膜电池投资或研究时，应着重考虑原材料拥有量 和技术进步的风险。薄膜电池会首先在欧美日等国家和地区大规模开发，晶体硅太阳能电池等较为成 熟的技术将向

24、中国及其他发展中国家转移。美国的FirstSolar公司在2007年就将碲化镉薄膜太阳能电池产量扩大到207MW，成为世界第四 大太阳能电池制造商，其产能超过300MW，成为目前世界上发展最快的薄膜太阳能电池企业，其宣 布的成本仅为每瓦1.47美元，远远低于同期的晶体硅太阳能电池成本。而在世界范围内也出现了硅 基薄膜太阳能电池生产厂，包括美国的UnitedSolar公司、日本的Kenaka公司和三菱公司、德国的Schott 公司等都已推出非晶硅薄膜太阳能电池的生产线。日本夏普公司在2007年晶体硅太阳能电池的生产 出现了 16%的下滑，公司推出了新的太阳能电池发展战略，即大力推进硅薄膜太阳能电

25、池生产线的建 设，并将晶体硅太阳能电池产业生产基地向中国或其他制造成本较低的国家转移。铜铟镓硒薄膜太阳 能电池由于其制造难度较大，目前还没有真正形成大气候的太阳能电池厂，但是世界多家太阳能电池 公司或研发单位都在加紧研究，使这种太阳能电池尽早进入大规模工业化生产阶段。4.2.3薄膜太阳能电池的市场应用情况由于薄膜光伏电池制造成本相对较低，同时大面积的封装成本、系统安装成本也较低，因此与晶 体硅光伏电池相比，薄膜光伏电池更适合在可以大面积安装的大型光伏发电站以及建筑光伏一体化领 域应用。另外由于该种产品易于切割，也可以将其切割成小块，应用于太阳能消费类电子产品。将薄 膜制作在导电玻璃上，通过封装

26、整体组合成发电玻璃，可直接替代建筑用普通玻璃幕墙，从而做到标 准化的光伏电池芯片、标准化的光伏电池模组、标准化的安装结构。光伏幕墙除了并网发电外，在低 辐射功能、无光污染、环保、节能、发电过程无噪音等性能方面超过普通玻璃幕墙8。类别应用领域用途推电幼通五屯地区居民生活用电 丸伏成型与牧车配苴航夫供暗讪itUili信翎域石油、海洋、气郎期域照呷、视、收来批等.无11坦区的球水并恢用.夜既.眩衍灯、完迥F凯别信讣灯、堂通警示.-怀志灯、路灯+丸叫能妆1/电功车.电汕充电逮备.汽车空调、樵气企.矜盈折。!星.肮天群，空间太阳前电站箸+太阳能无Mtft守做姓中淮拈.费撤浅护姑、-播近讯电游系统.石油首

27、道和木版僻门驯椎仗护太阳能电溟底统.并平台生活度. ij.fi.海祥检M设MS骤制设格等推电其它怦通牡城冷孩系城火阳酷建豆一体化BIPW 光伏电拈何式电器,海术谡化段备供电昨捋光优奈统安装在居民和缶.乓姓技项上，可供建筑本身用电.也可材老余电力回害电网将丈阳能发电与注筑材料相雄台技得挂甄实现电力口给。建中大观桧Si电再通过电网佬摘，如同传统电站薄膜光伏技术正在快速进入商业市场。多家CIGS薄膜公司也将功率模块推进市场。在美国，2006 年薄膜太阳能的市场分额约为44%，2007年超过硅型太阳能市场的销量。根据薄膜光伏的全球产能 规划，预计到2010年将超过3 700 MW，而First Sol

28、ar公司全球目标是2009年达到450 MW，夏普 公司在2010年达到1000 MW。因扩大规模而降低成本的产能会大幅度降低薄膜光伏产品的制造价 格，并有可能在不远的将来使太阳能电力价格与电网相比更有优势9。4.3高分子光伏电池4.3.1高分子光伏电池简介近年来，以高分子等有机材料制作的太阳能电池，越来越受到研究单位与工业界的重视。高分子 太阳能电池(polymer solar cells)以具有类似塑料特性的高分子材料所制成，其重量轻且具有极佳的可 挠性(flexibility)，并且耐摔、耐冲击、低成本，也可制作在软性塑料或薄金属基板上，同时可以旋转 涂布(spin-coating域是刮

29、刀涂布(doctor-blading)等低成本的方式制作。由于有这些优点，已成为备受 瞩目的新世代太阳能电池。高分子光伏电池要达到实际应用最关键的是要提高能量转换效率(PCE )。八十年代中期以前，基 本上是单层电池，能量转化效率一直不高(低于1%);随后，给电子和受电子物质组成的异质结电池通 过不断改进优化，光电转化效率最高达到了 5 %；尽管外量子效率达到了甚至80%，但由于吸收光谱 和太阳能不匹配等一些原因，造成总能量效率一直不高。4.3.2高分子太阳能电池的市场应用情况目前有最高效率的高分子太阳能电池是以3-己基哈吩和PCBM的混合材料所制，在2005年，已 有报导指出高分子太阳能电池

30、之光电转换效率可高达5%11，到了 2007年，更有高达6%光电转换效 率的相关报导12。太阳光的发射光谱分散范围很广泛，而目前最好的高分子材料P3HT的能带间隙约为1.9eV，最 长的吸收波长仅达600nm，所以若能将主动层吸收材料的能带间隙降低，可以帮助有效吸收更长波长 的太阳光，进而增加光电转换效率。一般来说，光电转换效率至少要达到10%才可能进入实用阶段13。但现在报告的高分子光伏电池 的EQE最好为80%，能量转化率为5%，和应用还存在较大差距。如果新颖的光伏材料不仅对太阳光 总能量有很大的吸光度，而且电子在材料中易于传输;再通过优化电池设计，则可以使之有很高的量 子效率，因此开发具

31、有更高能量转换率的高分子光伏电池是很有希望的。4.4聚光光伏电池4.4.1聚光型光伏电池简介聚光光伏发电采用便宜的聚光器来部分代替昂贵的光伏电池可充分利用光伏电池的光电转换能 力，降低光伏发电的成本。14聚光型光伏电池利用菲涅尔透镜或碟式反射镜等将太阳辐射聚焦到太阳 能电池上，太阳能电池表面按受太阳的辐照强度可以增强2002000倍。这样，太阳能电池的单位面积输 出功率将大幅提高,从而使发电成本下降。目前有报道的磷化铟-镓铟砷-锗三结电池转化效率已达 41.1%15。4.4.2聚光型光伏电池的主要技术选择聚光型光伏电池的冷却方式需要考虑很多方面因素包括冷却系统成本、泵功率、重量、使 用材料、制

32、造和维护的方便性、对电池的遮挡等。在这里我们重点说明聚光型光伏电池的冷却技术。虽然聚光型光伏电池的转化效率比较高，但在这样高的转化效率下，由于光伏电池工作于高光强 和大电流下温度会很快升高，仍然会有60%左右的能量转化为热量。这样长时间的高温将导致电池不 可逆转地损坏，对于人为增强辐照强度的聚光型光优电池更是这样。因此,电池的冷却方式是聚光型电 池研究和制造中非常重要的一个环节15。在总结了前人实验和理论分析的基础上给出不同冷却方式的大致热阻范围。一般聚光光伏电池按 结构分为单个电池、线性聚光和电池阵列。风冷方式由于安装方便在单个电池中使用较广。1000倍 下使用被动风冷都是有效的。而水冷方式

33、一般需要加上泵有额外的功率消耗，但是冷却效果比风冷好 很多，可以用在倍数不高的线性聚光系统中。热管冷却方式的适用范围较广在倍数不是特别高的系统 中都能应用，而且具有较好的均温性。微通道和射流冲击冷却方式由于换热系数非常大适合高聚光倍 数(150)下的电池阵列。表2聚光电池冷却方式的选择电池类型聚焦倍数冷却方式单个电池现行聚光1-1000风冷，热管 25水冷，热管N25水冷，液浸电池阵列 150微通道，热管N 150微通道，射流冲击，液浸冷却方式的选择是聚光型光伏系统设计中非常重要的一个环节。合适的冷却系统要求不仅能够降 低电池的表面温度，平衡光斑的不均匀性,还要安装方便，使用起来稳定可靠，同时

34、还要兼顾成本等方面 因素。4.4.3聚光型光伏电池的生产厂家由于聚光型光伏电池的高效率优点，国内外厂商对其关注也与日俱增，表3列举了国际上生产聚 光型光伏电池的厂商。表3国际主要聚光型光伏电池生产厂商Abengou Solar西班牙、美国多种设计类型-Americau CPV透镜基座式Boeiug(SpectioLab)以研制单体电池和电池模块为主Coucentiatiou SolarLa西班牙透镜基座式美国镜片反射基座式Mancha公司位置聚光方式系统类型Concentrating Techuologies Cool Earth Solar Daid o Steel Energy Innov

35、ations Eufocus Eugiueering ENTECH Greeuvolts Guasoor Fotou MenovaOPEL Internatioual Pyron Sharp Sol3g Solar Tec AG Soliaut Energy牙大 牙 国本国国国国班争国国本班国国 美H美关关美西加关关H西德美反 槽TH 身 身球 反反胀镜镜镜镜片镜轴镜镜镜镜镜镜膨透透透透镜透极透透透透透透式 式 - 式式式格式式式式式式式式枢 座座盘平座盘座 座盘座座座平 基基转水基转基-基转基基基水5光伏电池的相关技术5.1光伏发电中的MPPT技术所有光伏系统都希望光伏电池阵列在同样日照、温

36、度的条件下输出尽可能多的电能，这也就在理 论上和时间上提出了太阳电池阵列的最大功率点跟踪问题。太阳能光伏应用的日益普及、太阳电池的 高度非线性和价格仍相对昂贵加速额人们对这一问题的研究。MPPT 简介最大功点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作 状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池 中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，不产生环境污染。MPPT的原理给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电 压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压 (Vpp)大约在17V左右，这是以环境温度为25 C时的标准设定的。当天气非常热的时候，太阳能 板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V。现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电 控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话， 势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，就是说，MPPT 控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功