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《消費電子雜志》2014年第十三期
一、光伏電池的最大功率跟蹤
光伏電池在進行光電能源轉化和電流輸出的過程中,輸出的電流總量和效率普遍受到周圍環境多方面影響。一般情況下光伏發電設備只有在一定條件的溫度和光照強度下才能保證光伏電池穩定地輸出,當電池工作達到某個特定的電壓時能就可以實現光伏電池功率的最大輸出,也就是達到了光伏電池功率輸出曲線的峰值,這個點也被稱為光伏電池的最大功率點。因此想要在進行光伏發電的過程中提高整個發電系統的整體工作效率,其中一個非常重要的方法就是對光伏電池的工作點進行全時段調整,保證光伏電池的工作始終處于最大功率點,這個工作過程就是光伏電池的最大功率點跟蹤,目前的光伏電池的整體價格和相關成本都特別高,在整個光能發電系統中的整體投資中光伏電池成本占很大一部分,因此提高光伏電池的使用效率在很大程度上能夠降低發電系統的整體投資總量。光伏電池在進行工作的過程中產生的電壓會因為光照強度和環境溫度的變化而不斷發生變化,最大功率跟蹤的目的就是通過控制光伏電池的最大功效點電壓實現光伏電池各種環境中都能夠輸出最大的功率,在光伏電池最大功率的左邊電池的輸出功率和電壓的變化成正相關,在光伏電池最大功率的右邊電池的輸出功率和電壓的變化成反比。而在這個調試過程中就要做好調試工作,其中MPPT控制的主要作用就是當光伏電池的輸出功率最大功率點在左邊時會使得光伏電池的實際工作電壓升高,從而逐漸無限接近輸出的最大功率點。當最大功率點在電流輸出點的左邊時會使得光伏電池的總體電壓降低,從而實現逐漸靠近最大功率點。
MPPT的工作能夠實質實際上是一個自動尋找最優化輸出點的工作過程,通過光伏電池矩陣尋找最佳電流和電壓的組合,以此得到最佳的排列功率輸出從而和之前的功率進行比較,這樣反復進行比對,知道找出該組電池的最大功率點。通過尋找不同的方法進行最大功率輸出點進行測量,選擇的方法要根據實際的環境情況和試驗設備進行確定實際采用的研究方法,在無法確定試驗數據的時候可以通過仿真的試驗來進行試驗,本文中使用的方法在最大程度上避免了最大功率輸出值測定時產生的震蕩和總體能量流失,從而實現了電路啟動過程中最快速和最穩定的最大功率輸出跟蹤,提高光伏電池的工作效率。
二、結束語
近幾年來,我國的光伏能源產業經歷了指數是的爆炸發展,其產業規模和覆蓋范圍也在不斷擴大,已初步形成了環渤海和長珠三角中部地區以及西部地區幾大板塊。長三角是以蘇州為產業增長點,主要負責太陽能電池的組裝生產等外圍組件生產。環渤海是以河北為中心主打上游材料加工,主要聚集在保定和廊坊等地;珠三角主要是以深圳為工業核心主要負責下游生產用品的生產。中部地區則負責利用自身的產能優勢進行上游多晶硅和單晶硅的原材料生產,可以提供全國百分之十的原料供應。這些都保證了我國光伏發電的原料供應,在進行光伏最大功率跟蹤控制策略中要保證有足夠的硅材料,只有做到了這些才能提高光伏發電的整體效率。
作者:王寧單位:曲阜師范大學電氣信息與自動化學院