收藏本站
《中国科学技术大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

太阳电池I-V方程显式求解原理研究及应用

丁金磊  
【摘要】: 自1839年法国物理学家A.E.Becquerel发现光生伏特效应以来,由固体物理知识推导出的太阳电池Ⅰ-Ⅴ方程就成为研究太阳电池输出特性的基础。上述太阳电池Ⅰ-Ⅴ方程是一个隐式超越方程,其中的电流或电压均无法通过初等函数显式地用电压或电流来表示。因此在用该隐式表述解决太阳电池的实际问题时,常常采用各种近似方法来避免计算过程的迭代和推导过程中的繁琐。 鉴于初等函数无法给出太阳电池Ⅰ-Ⅴ方程关于电流或电压的显式表述,本文第二章引入超越函数Lambert W函数应用于太阳电池Ⅰ-Ⅴ方程,给出了太阳电池Ⅰ-Ⅴ方程关于电流和电压的显式表述,并以7种不同种类的太阳电池单体和组件为例,分别计算它们的特征点并绘制其Ⅰ-Ⅴ曲线,验证了显式表述可以准确、完整地表征太阳电池Ⅰ-Ⅴ特性。 其次,基于太阳电池电流和电压的显式表述,给出工程实际中几个关键问题的简便解决方法: 求解最佳负载。前人推导最佳负载表述都是基于隐式表达式,因而求导过程比较繁琐,需应用特别的数学技巧。由此求得的最佳负载表达式中包含最大功率下的电流和电压项,因而无法由模型参数值直接求得最佳负载值。而本文第三章运用了太阳电池关于电流和电压的显式表述后,仅依据最佳负载的定义式即可方便地给出太阳电池最佳负载的表达式,并且运用此表达式可由模型参数直接求得最佳负载值。基于此最佳负载的表达式,还可清晰地看出太阳电池既非电流源亦非电压源的特性,并研究各模型参数对最佳负载的影响。 预测组件性能。太阳电池组件的制造厂商仅提供标准测试条件下的一条Ⅰ-Ⅴ曲线,而实际使用时组件的工作状态通常并不在测试条件上,因此预测组件在各种工况下的输出特性就十分必要。本文第四章提出仅依靠一条标准测试条件下组件的Ⅰ-Ⅴ特性曲线就可准确预测组件在不同工况下输出特性的方法。该方法运用太阳电池电流和电压方程的显式表述,先巧妙地由一条标准测试条件下的Ⅰ-Ⅴ曲线提取出太阳电池模型参数,再结合模型参数随光照和温度的变化关系式,给出了不同光照和温度下组件性能特性的预测,并探讨了在极端工况下,组件输出特性的一些有意义的现象。 分析组件联接。在分析太阳电池组件联接特性时,由于在串联联接时需要单独地研究电压,并联联接时需要单独地分析电流,而Ⅰ-Ⅴ方程的隐式表述无法将电流和电压分开,因而给分析组件串、并联联接特性带来了困难。基于Lambert W函数的电流、电压的显式表述则为单独地分析电流和电压提供了可能。本文第五章依据太阳电池的显式表述依次讨论了组件联接应遵循的联接准则、阵列中被联接组件的工作状态分析以及模型参数对失配损失的影响等问题,最后还讨论了有旁通二极管和阻塞二极管的光伏阵列在受到不均匀光照时输出特性的变化。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM914.4

免费申请
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
2 杨波;基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年
3 翟载腾;任意条件下光伏阵列的输出性能预测[D];中国科学技术大学;2008年
4 王震东;太阳电池材料CuInS_2薄膜及其纳米棒阵列研究[D];复旦大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 马迎召;基于改进重复控制的有源电力滤波器研究[D];长沙理工大学;2010年
2 王利权;基于虚拟仪器的聚光太阳能伏安特性测试系统[D];武汉理工大学;2011年
3 袁俊明;基于嵌入式技术的太阳电池测试仪的研究与设计[D];华中科技大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王鹏;杜志明;;化学放热系统热爆炸临界值的随机性[J];安全与环境学报;2007年01期
2 邓婉玲;郑学仁;陈荣盛;;用于器件描述和电路仿真的新型多晶硅TFT直流模型(英文)[J];半导体学报;2007年12期
3 何红宇;郑学仁;;Analytical drain current model for amorphous IGZO thin-film transistors in above-threshold regime[J];半导体学报;2011年07期
4 王鹏;杜志明;;传热系数随温度变化对化学放热系统临界环境温度的影响[J];兵工学报;2009年05期
5 王京祥;王在华;;时滞状态反馈控制系统的稳定性增益区域[J];动力学与控制学报;2008年04期
6 李俊余;王在华;;一类时滞系统Hurwitz稳定的简单判据[J];动力学与控制学报;2009年02期
7 刘国强,杨韡,冯启宁,李荣发;高频电磁波测井同时求解视电导率和视介电常数[J];地球物理学报;2000年03期
8 薛文;王卫仑;龚顺风;金伟良;;干湿循环下氯离子在混凝土中的传输[J];低温建筑技术;2010年06期
9 杨小平;唐三一;;混合害虫模型的最优控制策略[J];纺织高校基础科学学报;2010年01期
10 刘锋;黄建华;李翔;陈宁;吴春健;;一种提取太阳电池参数新方法[J];光电子.激光;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李俊余;王在华;;非线性复时滞系统的局部Hopf分岔[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
2 蒋贵荣;陆启韶;;一类食饵-捕食者系统脉冲状态反馈控制的动力学分析[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王国亮;B型集合分拆的组合性质研究[D];南开大学;2010年
2 王铁军;非结构化对等网络资源定位技术研究[D];电子科技大学;2010年
3 龚冰;毫米波/亚毫米波目标辐射特性及探测技术研究[D];南京理工大学;2011年
4 何红宇;基于指数陷阱态密度的薄膜晶体管的解析模型[D];华南理工大学;2011年
5 韩路长;多相反应器内流体颗粒传质、破裂分散和聚并行为的研究[D];湘潭大学;2010年
6 尚英锋;左可逆半群的特征以及输入时滞系统的稳定性分析[D];天津大学;2010年
7 何龙飞;基于协调机制设计的不同链结构供应网络优化研究[D];天津大学;2010年
8 李俊余;复系数时滞系统的稳定性与动态响应分析[D];南京航空航天大学;2010年
9 田源;微生物培养的状态反馈控制[D];大连理工大学;2011年
10 严炳辉;考虑晶界离散分布的多晶硅薄膜晶体管模型研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马迎召;基于改进重复控制的有源电力滤波器研究[D];长沙理工大学;2010年
2 苏莹;基于部分信道信息的OFDM系统资源分配的研究[D];兰州理工大学;2011年
3 臧喜艳;几类生物模型脉冲映射确定的差分方程的全局分析[D];陕西师范大学;2011年
4 卢丽华;奇异时滞系统的观测器设计[D];陕西师范大学;2011年
5 孙娟;一类综合害虫治理模型研究[D];信阳师范学院;2011年
6 张晓娜;面向IMT-Advanced的分布式预编码技术研究[D];南京邮电大学;2012年
7 耿冰;固定化氧化亚铁硫杆菌脱除硫化氢的研究[D];河北工业大学;2004年
8 贾永君;海面微结构图像数据处理算法与系统集成[D];国家海洋局第一海洋研究所;2007年
9 李俊余;非线性复系数时滞系统的局部Hopf分岔[D];南京航空航天大学;2006年
10 张珺;基于多路径选择下高速公路最优收费费率的研究[D];昆明理工大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵秀田;;太阳能电池伏安特性测试装置的设计[J];中国建设动态.阳光能源;2005年06期
2 张君和;;提高光电二极管光/暗电流比值的途径[J];半导体光电;1991年03期
3 钟水库;刘长青;沈晓明;;太阳电池基本参数的实验与分析[J];半导体光电;2007年04期
4 刘新福,孙以材,刘东升;四探针技术测量薄层电阻的原理及应用[J];半导体技术;2004年07期
5 林鸿生,段开敏,马雷;a-SiC/c-Si异质结太阳能电池设计分析[J];半导体学报;2002年05期
6 钱伯章;;世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(上)[J];节能与环保;2006年03期
7 钱伯章;;世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(下)[J];节能与环保;2006年04期
8 汤赐;罗安;欧建波;方璐;;新型注入式混合有源滤波器的开关谐波抑制技术研究[J];变流技术与电力牵引;2007年06期
9 Michael Frisch;Ern Temesi;韩军;陈道杰;;最新高效率光伏逆变器拓扑结构及功率器件介绍[J];变频器世界;2009年03期
10 王志超;韩东;徐贵力;毛建国;沈峘;;一种新型太阳跟踪器的设计[J];传感器与微系统;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 于元;曹耀辉;李仲明;江希年;;太阳电池组件测试仪的研制[A];中国第六届光伏会议论文集[C];2000年
2 樊昕昱;陈凤翔;徐林;崔容强;;太阳电池测试系统[A];中国第六届光伏会议论文集[C];2000年
3 涂洁磊;林理彬;陈庭金;胡志华;张洪波;杨燮森;李迎军;;太阳电池Ⅰ-Ⅴ特性的工程模型[A];中国第六届光伏会议论文集[C];2000年
4 张以忱;张峻豪;宋青竹;;磁控溅射膜厚均匀性设计方法[A];真空工程学术交流会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 陈宏;基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
2 唐欣;新型大功率串联谐振注入式混合有源滤波器的研究[D];中南大学;2005年
3 王建平;多层次多阶段仿人智能控制与识别方法及其应用的研究[D];合肥工业大学;2007年
4 崔方明;化学法制备太阳电池用CuInS_2及ZnS薄膜材料[D];浙江大学;2008年
5 李武华;三绕组耦合电感实现高增益、高效率交错并联软开关Boost变流器[D];浙江大学;2008年
6 沈国桥;燃料电池并网逆变技术研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张熙霖;基于DSP2407的光伏方阵仿真电源的设计与研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
2 汪观宝;基于LabVIEW的远程测控系统的研究[D];武汉理工大学;2007年
3 朱继国;直流脉冲磁控溅射制备Mo薄膜及其性能研究[D];大连交通大学;2008年
4 尤金正;基于图像传感器的闭环式太阳跟踪控制器的研究与实现[D];苏州大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘晓艳;祁新梅;郑寿森;王飞;陈达明;;局部阴影条件下光伏阵列的建模与分析[J];电网技术;2010年11期
2 李春;王丽萍;江燕兴;;光伏并网逆变器的群控技术[J];可再生能源;2012年07期
3 秦敬玉;孙成帅;谷廷坤;;组件质量波动对太阳能电池阵列输出特性的影响[J];山东大学学报(工学版);2011年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵源;分光谱太阳能光电转换系统研究[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 苏祥伟;可并网新型能量再生回馈装置的研制[D];浙江大学;2011年
2 段彬;风光互补发电控制系统中的短期功率预测研究[D];电子科技大学;2011年
3 梅迪;单靶磁控溅射一步法制备CIGS薄膜[D];电子科技大学;2011年
4 邵婵;CuInS_2薄膜的电沉积制备及其光电性能的研究[D];北京化工大学;2011年
5 胡世忠;双馈风力发电系统网侧变流器的研究[D];陕西科技大学;2012年
6 孙乐飞;太阳能电池性能参数测量模型研究[D];杭州电子科技大学;2012年
7 高文祥;反激式光伏微型逆变器的研究[D];重庆大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 伍海华,李道叶,高锐;论不确定性系统下消费决策显式解的决定[J];青岛大学学报(工程技术版);2001年04期
2 才委;马文星;刘春宝;何延东;许睿;;基于三维流场计算的液力变矩器特性预测方法[J];哈尔滨工程大学学报;2007年03期
3 褚亚旭;刘春宝;马文星;;液力耦合器三维瞬态流场大涡模拟与特性预测[J];农业机械学报;2008年10期
4 刘治国;;常系数非齐次线性递推式的显式解[J];江南大学学报(自然科学版);1993年04期
5 黄式选;某类奇三阶线性偏微分方程的显式解[J];南昌大学学报(工科版);1990年01期
6 容跃堂;马福敏;;喷水室热质交换方程组的显式解[J];西安工程科技学院学报;2005年04期
7 许璐;彭必进;;索赔额服从指数分布的破产概率及渐近估计[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2007年04期
8 尤兴华;马圣容;;李亚普诺夫方程AX-XA=C的显式解及其应用[J];南京工程学院学报(自然科学版);2010年01期
9 丁伯阳;吴建华;;关于《毕奥理论中3个基本参数显式解》一文的错误[J];西北地震学报;1998年04期
10 张东彦,张卫平,D Y Chen,Fred C Lee;用功率流方法研究压电陶瓷变压器的电气特性[J];电子学报;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘永忠;;基于人工神经网络的冷冻干燥过程特性预测[A];第六届全国冷冻干燥学术交流会论文集[C];2000年
2 许佳雄;耿魁伟;姚若河;;求解太阳能电池串联电阻的新方法[A];薄膜技术高峰论坛暨广东省真空学会学术年会论文集[C];2009年
3 刘海军;高天赋;曾娟;;换能器与功率放大器的最佳负载讨论[A];2009’中国西部地区声学学术交流会论文集[C];2009年
4 朱大勇;丁秀丽;杜俊慧;邓建辉;;旋转非对称边坡三维安全系数计算[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
5 晁德志;钟善桐;;钢管混凝土构件受火时热特性预测方法初探[A];中国钢协钢-混凝土组合结构协会第五次年会论文集(下册)[C];1995年
6 魏庆新;龚克;高葆新;;用于城市环境覆盖预测的射线跟踪模型与技术[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
7 宁佐贵;农绍宁;钟继根;;神经网络在结构响应预测中的应用[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
8 张伟;彭绍琴;李越湘;吕功煊;李树本;;Rose Bengal-Cu-TiO_2的制备及可见光制氢活性研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
9 楼孝惠;;原发性肝细胞癌的若干新进展[A];浙江省中医药学会肝病专业委员会2009年学术年会暨肝病新进展继续教育学习班论文汇编[C];2009年
10 冯正和;佘京兆;龚克;;微波网络S参数测量的最小二乘法[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 Cyf 翻译;射频CMOS功率放大器——理论、设计及运行(13)[N];电子报;2008年
2 成都 郑国川;电子管SEPP电路的负载阻抗[N];电子报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁金磊;太阳电池I-V方程显式求解原理研究及应用[D];中国科学技术大学;2007年
2 刘希强;非线性发展方程显式解的研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
3 石祥钟;液力变矩器内部三维流动数值模拟与特性预测方法研究[D];吉林大学;2005年
4 褚亚旭;基于CFD的液力变矩器设计方法的理论与实验研究[D];吉林大学;2006年
5 翟载腾;任意条件下光伏阵列的输出性能预测[D];中国科学技术大学;2008年
6 徐嗣棪;多值随机微分方程[D];华中科技大学;2009年
7 陈松山;低扬程大型泵站装置特性研究[D];江苏大学;2007年
8 刘会香;河北杨巯基蛋白酶抑制剂基因的分离和功能鉴定[D];中国林业科学研究院;2006年
9 林正龙;项目投资定价与择时理论研究[D];湖南大学;2006年
10 杨科威;含劳动收入的动态消费—投资组合选择理论及应用[D];复旦大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尤兴华;矩阵方程AX+XB=C的显式解及其应用[D];南京师范大学;2002年
2 张伟;线性与非线性缓坡方程模型比较研究[D];河海大学;2007年
3 毛圣建;越野车液力变矩器性能研究及关键部件有限元分析[D];吉林大学;2007年
4 蒋丽君;泵装置优化设计研究[D];扬州大学;2004年
5 何国亮;一些新的非线性演化方程及Darboux变换[D];郑州大学;2008年
6 李彩娟;DNLS族的达布变换及四个(2+1)维孤子方程的显式解[D];郑州大学;2009年
7 李俊余;非线性复系数时滞系统的局部Hopf分岔[D];南京航空航天大学;2006年
8 姚子生;液力偶合器部分充液两相流动数值模拟与分析[D];吉林大学;2008年
9 李艳红;直喷式柴油机的特性预测及参数优化[D];江苏大学;2003年
10 周资斌;基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定分析研究[D];河海大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026