当太阳光照和电池温度发生变化时，根据式

(3)，可以得出任意光照 S 和电池温度 T 下的四个技术

近似值，然后再根据式

(2)即可以计算任意光照 S 和电池温度 T 条件下硅太阳能电池输出特性。

文献

[7]

的光伏电池数学模型相对于式

(1)更简单、实用，但是模型中参数和方程的计算涉及到多次对数

和指数运算，对于

DSP 等控制器来说完成对数和指数运算并非易事，所以本文考虑在上述理论基础上对

光伏电池输出特性方程进行进一步简化，找出一种更便于计算的模型。

3 平抛运动学模型 

由光伏电池输出特性原理可知：光伏电池可描述为一种非线性的直流源

[3,4]

，在最大功率点以前近似

为恒流源，在最大功率点之后近似为恒压源。光伏电池

I-V 特性曲线和质点平抛运动轨迹在一定程度上有

极大的相似性，基于此本文提出一种运动学模型。如图

2，把 I-V 特性曲线和质点平抛运动轨迹建立在同一

坐标系中，并通过横坐标将其分为三段，每段各处于不同的重力场下，将质点从短路电流点 （

0,I

sc

）平抛

出去，可以推导出和实际

I-V 特性非常相近的曲线。

3.1 模型初值修定

太阳能电池生产厂家会提供标准测试条件

S

ref

和

T

ref

下的

I

scref

、

V

ocref

、

I

mref

、

V

mref

,参数。在任意条件下，通

过 引 入 相 应 的 补 偿 系 数 ， 根 据 式

(3) 近 似 推 算 出 任 意 光 照 强 度 S 和 电 池 温 度 T 下 四 个 技 术 参 数 ：

I

sc

、

V

oc

、

I

m

、

V

m

。

3.2 标准测试条件下模型的建立

如图

2，假设质点以初速度 v

0

从坐标点

（

0,I

sc

） 平 抛 出 去 ， 在 区 间 （

λ 为 待 定 系 数，

理论取值为），小球处在无重力加速度的环境下（

g

0

=0）做匀速直线运动，在区间有重立场 g

1

，在区间

有重力场

g

2

，为了使运动轨迹与太阳电池

I-V 曲线最大程度的重合。假设运动轨迹必须经过短路电流点

（

0,I

sc

），最大功率点

(V

m

,I

m

)，开路电压点（V

oc

,0）这三个关键点。在 g

1

下质点下降速度很慢，在

g

2

下

质点下降速度很快，既。

(0,

)

m

V

λ ×

0

1

λ

≤ <

(

,

)

m

m

V V

λ ×

( ,

)

m

oc

V V

1

2

g

g

<<

3