光伏系统中最大功率跟踪的研究

关键词

:最大电压跟踪；恒电压跟踪；光伏系统

　　

0 引言

　　太阳能作为绿色能源，具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点，越来越受到人
们的关注。由于光伏系统目前的主要问题是电池的转换效率低且价格昂贵，因此，如何进一
步提高太阳电池的转换效率，如何充分利用光伏阵列所转换的能量，一直是光伏系统研究
的重要方向。

　　

1 太阳电池的特性

　　太阳电池的

p－u 特性如图 1 所示，图 1（a）为温度变化时的 p－u 特性曲线，图

1（b）是日照强度变化时的 p－u 特性曲线。太阳电池具有明显的非线性，既包含了电压源
的特性，也包含了电流源的特性。

　　

(a)温度

变化时

(b)日

照强度变化时

　　图

1 太阳

电池的

p－u

特性曲线

　　太阳电池的输出受日照强度，电池结温等因素的影响。当结温增加时，太阳电池的开路
电压下降，短路电流稍有增加，最大输出功率减小；当日照强度增加时，太阳电池的开路
电压变化不大，短路电流增加，最大输出功率增加。在一定的温度和日照强度下，太阳电池
具有唯一的最大功率点，当太阳电池工作在该点时，能输出当前温度和日照条件下的最大
功率。

　　

2 太阳电池的最大功率跟踪

　　在光伏系统中，通常要求太阳电池的输出功率始终最大，即系统要能跟踪太阳电池输
出的最大功率点。太阳电池的伏安特性如图

2 所示，图中 L 是负载特性曲线，交点 a、b、c、d、

e 对应于不同的工作点。可以看出，这些工作点并不正好落在电池提供的最大功率点(a′、b′、c
′、d′、e′)处，这就不能充分利用在当前条件下电池所能提供的最大功率。因此，必须在太阳电
池和负载之间加入阻抗变换器，使得变换后的工作点正好和太阳电池的最大功率点重合，
使太阳电池以最大功率输出，这就是所谓的太阳电池的最大功率跟踪。