基于光伏电池组件的温度预测方法研究

   

  

关键字：光伏电池 温度预测

0 引言

光伏发电与水电、火电等常规电源相比，其间歇性、波动性、周期性的特点，给电

网造成较大的影响。对光伏发电功率进行较为准确的预测，将使电力调度部门能

够提前了解光伏电站出力变化并及时调整调度计划，从而减少系统的备用容量、

降低电力系统运行成本。这是减轻光伏发电对电网造成的不利影响、提高系统中

光伏发电装机比例、提高电力系统运行安全性与经济性的有效手段。

目前，国内外均已积极开展光伏发电功率预测的研究，通过物理方法与统计方

法进行光伏发电功率预测，并取得一定成果。但是，这些预测方法绝大多数都没

有考虑光伏组件在使用过程中的温升因素，而是直接采用环境温度作为光伏组

件的工作温度，大大影响了光伏发电功率预测的精度。像所有其他半导体器件一

样，太阳能电池对温度非常敏感。温度的升高会降低硅材料的禁带宽度，因此影

响了大多数的表征材料性能的参数，进而影响了组件的电性能参数，会导致组

件的开路电压降低，短路电流会略微增加，总体的结果是功率降低。随着光伏电

池温度的升高，开路电压减小，在

20~100℃范围，大约每升高 1℃，光伏电

池的电压减小

2mV；而光电流随温度的升高略有上升，大约每升高 1℃，电池

的光电流增加千分之一。总的来说，温度每升高

1℃，则功率减少 0.35%。由此

可见，组件温度是影响太阳能电池组件转换效率的一个重要因素，为了提高光

伏发电功率预测的精度，亟需开展电池组件温度预测方法的研究。

1 组件温度预测方法的基本思路

1.1 组件温度影响因子分析

对于已经投入运行的光伏电站，其太阳电池组件温度与环境温度、太阳辐射强度

有关。在实际使用过程中，除了季节变迁造成的环境温度变化以外，太阳辐射强

度每天在

0~1300W

/

m2 范围变化，光谱从 AM∞变到 AM1，环境温度从最低