[服务项目]主题： 太阳能电池阵模拟器的设计—上海光 ... 发布者： 上海光伏发电
07/16/2018
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太阳能电池阵模拟器的设计—上海光伏发电
在进行太阳电池阵布局设计时，要在太阳电池阵基板上布贴尽可能多的太阳电池组件，这样能获得更大的功率输出，并安排好太阳光伏发电电池组件连接片、导线的安装位置；如果遇到隔离二极管和旁路二极管必须安装在基板上的情况，则需要留出必要的安装位置；在筒式太阳电池阵中，太阳电池组件的串联方向一定要和筒体的高度方向保持一致。为了实现提高单位面积内太阳电池阵的输出功率的目的，一定要压缩太阳电池组件间和相邻太阳电池之间的间隙，相邻太阳电池之间的至小间隙是由太阳光伏发电电池和玻璃盖片的装配尺寸、基板材料的热膨胀系数和星蚀阴影区出影温度共同决定的，该理论目前在别墅光伏发电电池行业也被认可。
太阳能电池阵模拟器的设计——上海光伏发电公司来为大家娓娓道来
1 总体结构：
太阳阵模拟器本质上是一个电源，其输出端的I-U 特性曲线能够模拟太阳电池的I-U 曲线特性。模拟器带有与计算机接口，可根据计算机给定的太阳电池阵特征参数进行设定。
为了较真实地模拟实际电源系统，并使虚真系统具备测试功能，太阳阵模拟器要以太阳能电池电路为基本单位，以多个模块并联的形式构成。对于微星电源系统，一般每个微星拥有两个太阳翼，每个太阳翼有多个同种或不同种太阳能电池阵列并联构成，同时由于输出调节的需要，每个支路模块还分为上、下两段。因此，模拟器的设计应以每个分段为模块，通过多个模块的串并联实现对微星电源阵的模拟。
每个支路由两个模拟器模块组成，上段和下段之间接分流调节器，每个支路通过隔离二极管接到直流母线上。要求每个模块的状态可以单独设置，以模拟电池阵光照不均匀的状态以及某些支路出现故障的状态；同时还可以快速更新所有支路的工作条件，以便在环境变化时进行快速模拟。
2 .I-U 特性曲线生成模块
考虑到实际工作环境可能比较恶劣，家庭光伏发电且温度和日照条件均变化较快，因此采用模拟器件来实现曲线的生成电路，以加快响应速度。通过高精度D/A将接收到的数字参数给定转换为模拟值给定。
根据太阳能电池的数学模型，太阳能电池的输出I-U 曲线是在一个恒定电压下减去一个二极管的I-U 特性曲线，对此，可采用的太阳电池输出I-U 曲线模拟电路进行模拟。
输入包括开路电压和短路电流的给定，由这两个参数就能确定太阳能电池的工作状态。 太阳能电池的非线性特性主要由模拟器件来实现，不同的曲线对应着不同特性的二极管和其他电阻电容参数的选择。
开路电压和短路电流由外界环境条件所决定。
根据太阳能电池的工程模型，太阳能光伏发电系统短路电流近似等于太阳能电池的光电流，主要由光照条件所决定，而开路电压则近似为电池温度的一个线性函数。因此，光照条件和电池温度就可以简单地通过这两个参数的设置得到反映。
可以看出，当反馈电压小于给定的Uoc 的参考值，放大器A1 输出为负，二极管由于反偏截止，A2的输出就只能由Isc 决定，整个电路输出电流就为短路电流。当反馈电压增大，能使A1 的输出为正，二极管正偏导通，A2 的输入则随二极管电流的增大而增大，输出则随之减小。由于二极管的电压电流是指数关系，利用这一关系进行设计，使电流的减小量作为输出电压的函数，并通过选择合适特性的二极管，就能很好地模拟太阳电池阵的I-U 曲线。
3.功率输出部分
所示的功率放大电路，对前面产生的输出特性进行放大，电路采用了电流负反馈的形式，通过简单的调节来跟踪模拟器的输出电流。电路设计上采用了P 沟道的MOSFET，设计成输入越大，输出电流越小的形式，这样整个电路的输出电流将随二极管压降的增大而减小。当所需的输出功率较大时，可以采用一组该电路进行并联，由于MOSFET的负温度系数特性，实现了输出时的自然均流。同时在负载上并联了电容Co，以模拟太阳能电池的节电容。为了保证每个MOSFET 支路不因短路而发生故障，需在每个MOSFET 支路上安装一定容量的保险丝，以确保整个模拟器的安全。太阳电池阵模拟器的每个主阵支路模块拥有支路输出、抽头点输出和功率地3 个对外功率接口端子。
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最后更新: 2018-07-16 10:15:58
