科技创新研究国际杂志
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阿米舒克拉一号万州哈2KNShukla3
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这项工作侧重于MATLAB/Simlink开发的36W光电模块程序程序以数学方程为基础,通过等效电路描述,包括光流源、二极管、数列电阻器和分流电阻开发程序允许预测单片模块行为程序还可用于提取物理参数,作为温度和太阳辐射函数温度和辐照变化两种环境参数效果可以从模拟特征中观察程序模拟结果与数据表信息比较后发现良好协议
关键字 |
| 太阳能、光电机、光电模块、特征、编程和性能 |
导 言 |
| 太阳能在所有可再生能源中拥有最大潜力如果能使用小量这种形式能源,它将成为最重要的能源供应之一,特别是当该国其他来源耗竭能源从太阳传入地球时。能量保持地球温度比较冷空间高,引起大气和海洋洋流产生水循环并生成植物光合作用太阳点燃大气层的太阳电量为1017W地球表面的太阳能为1016W全世界对文明需求总需求为1013W太阳提供比我们需要多1000倍的电源如果我们能使用5%的这种能量,它将是世界需要量的50倍[1]电能可用光伏太阳能生成SPV电池直接转换太阳能为电能光伏电池在印度最重要的应用是注入水泵套用于灌溉、饮水供应和覆盖街灯、社区电视机、医疗电冰箱和其他小电荷的农村电气化在印度可用阳光一年近300天[2] |
| 太阳能长期以来一直为人类所使用较早时仅限于使用太阳能基本干燥或加热很快人们认识到太阳能可以通过使用先进系统来更好地利用自来水加热或工业级干燥等太阳能发电可追溯到空间时代,当时使用太阳光伏电池为环游地球的卫星提供动力。时间流逝后,人们意识到太阳摄影伏特加不仅可以作为卫星的源码使用,还可以作为地球最清洁绿色源码使用。太阳能开始不仅用于供热等传统目的,还用于发电[2] |
| 太阳能是最清洁绿色技术之一太阳能在印度由太阳热能引导,但预计太阳能光电在印度将证明是未来时代最大的单一电源毫不奇怪,太阳能目前并将继续在印度电力场景中起主导作用,因为它为其他可再生技术提供各种好处。 |
| 太阳能非常重要资源,但在印度基本利用不足目前它仅占印度总发电容量的0.8%。平均每年有300个阳光日, 并每年接收1600-2200kWh/m2辐射转换成60亿GWhmnre启动太阳辐射资源评估计划,目的是通过评估和量化全国家太阳辐射可用性开发太阳地图集[3-4] |
| 印度2007年生产的太阳能不到总能源需求的1%网连太阳能截至2010年12月仅为10兆瓦印度政府资助的太阳能截至2005年仅占约6.4兆瓦-yr电量位居第一位位位数为千瓦峰值1700至1900千瓦时25.1兆瓦2010年加和468.3兆瓦2011年加至2014年1月,装机网连通太阳能增至2 208.36兆瓦,印度预期到2017年再安装10 000兆瓦,到2022年共安装20 000兆瓦[3] |
| 一年中约300个清晰阳光日,印度理论太阳能接收量仅覆盖其陆地面积,每年约5000Petawat时数(Ph/yr)(即Ph/yr)(5000万亿kWh/yr或约600 000GW)[23]每天印度平均太阳能事件从4千瓦/m2不等,每年约1 500至2 000阳光时数(视地点而定)远大于当前总能耗假设光电模块效率低至10%,这仍将比2015年预测的国内电需求[3]高千倍 |
| 太阳能发电依赖光电系统与热引擎太阳能使用仅受人类创造力的限制最常用方式是使用光电板从太阳接收光子能量并转换成电能太阳能技术大致归为被动太阳能或活性太阳能,视其保留、转换和分配太阳能的方式而定。主动太阳能技术包括使用光电板和太阳热收集器绑住能量被动太阳技术包括引导一楼面向太阳,选择高热质或光散射特性的材料并设计自然循环空气空间太阳能应用广度,如配电、加热水、开灯楼、作物干燥等 |
| 光电发电中,由于模块成本高,必须确保最优利用现有太阳能光电系统也需要特殊设计考量,因为天气条件不可预测和突发变化导致太阳电量性质不同,改变辐射水平和细胞操作温度要求精确可靠模拟设计光电系统后安装[5,6]太阳光电系统性能依赖数项环境参数,如太阳分解、温度、风速和阴暗性能系统需要精通I-V和P-V特征曲线 |
相关工作 |
| 过去几年中太阳光电系统研究工作显示指数增长,这些系统在商业上越来越可行。数字建模证明是理解这些系统操作的宝贵工具多位研究人员在文献中提出了多模型MATLAB/Siminglinktsai等2010年建议四种通用MATLAB模型研究太阳辐照和细胞温度效果并优化通用模型[7].Longatt(2005年)matlab/simlink研究光电池模块和PV数组不同操作条件和加载分析太阳能电池性能并开发全模型模拟光电系统电行为Kumari和Babu(2012年)还用matlab/simlink环境对PV电池进行数学建模模拟查找非线性I-V方程参数,调整曲线三个操作条件:开路、最大功率和短路点[11]hatt和Thakker(2011年)研究光电阵列特征函数测温[12].Alsayid和Jalad(2011年)对光电电池、光电模块和光电阵列模拟并对比50W太阳板[13].Mahmed(2011年)用输出功能60W和64W对模块建模[14].Richhariya和Pachori(2011年)设计了一个用户友好太阳能电池模型,用辐照和细胞温度作为输入参数,使用网格/Simlink/Simlink并用商业模块验证[15]拉莫斯-赫南兹等公元前光电模拟模型使用matlab/simlink实现I-V曲线相似但这些模型开发时有许多假设,其中一些假设甚至实际上不切实际[16]Bikaneriaetal (2013)在本论文中研究一二极管光电电池模型聚焦模拟研究使用不同温度[17]Venkateswarlu和Raju有效研究光电系统需要确切了解光电模块IV和PV特征曲线使用模拟电子学环境开发单太阳能电池和两个太阳电池序列模拟模型,本文介绍该模拟模型sim电子系统可用太阳能电池块,它与许多其他块一起用于绘制I-V和P-V特征温度和辐照变化两种环境参数的影响也可以从模拟特征[18]观察Vajpai和Khyani2013展示开发smatlab/simlink模型太阳光电池、模块和数组光电模块模拟性能特征也在本论文中展开。开发模型后使用PSS1237太阳能板模拟验证实验结果显示与模拟数据有良好协议Bonkoungou等论文展示光电电池模块模拟模型使用单片五维参数模型模型用matlab软件实施,结果与标准测试条件单模块的数据表值和特征比较参数值使用牛顿-拉斐逊-斯方法取自Sollar前MSX60模块实验流-流-流特征所得结果与制造商提供的实验数据完全一致这种方法对研究人员或工程师快速易行判定光电模块性能非常有用[20] |
| 本文用单层等效电路模型对模块温度和太阳辐照水平变化下单片/模拟链路脚本分析性能特征36W(TataBP 184459)PV模块拟建模型方法避免复杂点涉及光电参数识别,同时实现相似精度 |
总体描述软件目录 |
| 光电电池直接转换太阳辐射为DC电能市场中几乎所有光电电池的基本材料,即高净化硅(Si),取自沙石英或石英基本说来,三种技术用于光电电池生产monocrystalline!polycrystalline!无变硅[32]晶线-Si技术常用作为太阳能发电技术的参考或基准光电电池技术状态取决于电池效率及制造成本研发全局的重点是提高效率和成本,最优解决办法基于取舍光电电池效率取材QQQs大范围吸收光子能量的能力,并取材带间距光电电池半导体弱联通电量级称valence带[33,34]等能量波段释放绑定电子 并移动到另一个能量级 即传导波段电波带电子能通过电荷处理电量光子电池使用光子能量破除波段差能光电池产生低功率(约2-3瓦特)[39] 数组相联成表模块和板以高功率应用权控元素(例如电池充电控制器转换器等图1显示光电系统简单概念 |
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结论 |
| 使用经典和修改单片模型忽略数列并阻抗TataBP 184459PV模块电子性能特征建模模拟结果I-V和P-V特征在两种不同操作条件下由制造商I-V、P-V特征验证:第一,从200W/m2到1000W/m2不等太阳辐射强度考虑常温为250C本研究得出下列结论: |
| 开工温度上升(25oC至450C)PV模块开路电压下降,但短路电流略增,原因是带间隔硅差 |
| 二叉最大功率从25摄氏度上升至45摄氏度温度25摄氏最大功率为36.16W |
| 3级光电模块开路加电流加短路加电压,太阳辐照水平从200W/m2提高至1000W/m2增量函数太阳辐射强度短路电流加注比开路电压重要 |
| 4级输出功率PV模块在很大程度上取决于太阳辐照下降模块功率近似线性增长,太阳辐射强度增加 |
| 5级输出功率6.65W太阳辐照水平200W/m2并取千分之36.37W |
公有化 |
| 非常感谢Dr.K.udhakr和能源局MANIT博帕尔提供宝贵的引导和充分支持以完成这项工作 |
名词化 |
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引用 |
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