太阳能电池板最大功率点电压

武汉科技学院

毕业设计（论文）任务书

课题名称：太阳能电池最大功率跟踪的研究 完成期限：2006年2月27日至 2006年6月2日

院系名称 电子信息工程学院指导教师 薛勇

专业班级 自021 指导教师职称 讲师

学生姓名 刘荣华

院系毕业设计（论文）工作领导小组组长签字

一、课题训练内容

(1) 通过毕业设计培养学生综合应用，巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、使用计算机解决实际问题的能力。

(2) 通过毕业设计，培养学生正确的设计思想、理论联系实际的工作作风、严肃认真的科学态度、团结协作的团队精神；

(3) 训练收集查找太阳能光伏发电方面的中外文专业资料的阅读与翻译能力；

(4) 学习相关的背景知识，了解、熟悉太阳能发电系统工作原理及其结构。

(5) 训练方案选择和比较能力；

(6) 训练工程设计及实验研究能力；

(7) 训练计算机编程及应用能力，提高学生计算机软件、硬件和应用系统设计和开发的能力；

(8) 通过对已完成的工作进行整理，以及毕业设计论文的撰写和毕业答辩，使学生的书面和口头表达能力得到进一步的训练和提高。

二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、

计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体

太阳能最大功率跟踪技术的研究

第２６卷第３期河南科学Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．３

Ｍａｒ．２００８２００８年３月

文章编号：１００４－３９１８（２００８）０３－０２７５－０４ＨＥＮＡＮＳＣＩＥＮＣＥ

太阳能最大功率跟踪技术的研究

侯聪玲１，

（１．广东工贸职业技术学院，广州

摘吴捷２５１０５１０；２．华南理工大学电力学院，广州５１０６４０）要：针对太阳能本身的特点，研究太阳能的功率特性，分析最大功率跟踪的方法，并针对性地提出一种可行的

软件设计方案．

关键词：太阳能；最大功率跟踪；自适应算法

中图分类号：ＴＮ７０９文献标识码：Ａ

随着社会经济的发展，能源和资源的消耗速度越来越快，人们的目光正转向再生能源的利用和发展．太阳能被公认为是技术含量最高，最有发展前途的一种新能源．它取之不尽，用之不竭，不产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源．

研究发现：太阳能发电效率［１］较低成为长期以来影响其发展的主要原因．如何有效地降低成本，提高发电效率是近些年研究的热点．最大功率跟踪（ＭＰＰＴ）技术就是针对提高太阳能电池发电效率进行研究的．分析比较了目前国内外现有的最大功率跟踪技术，从而提出本文采用的算法．

１最大功率跟踪的理论基础

近年来，人们对最大功率跟踪技

太阳能最大功率跟踪技术的研究

第２６卷第３期河南科学Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．３

Ｍａｒ．２００８２００８年３月

文章编号：１００４－３９１８（２００８）０３－０２７５－０４ＨＥＮＡＮＳＣＩＥＮＣＥ

太阳能最大功率跟踪技术的研究

侯聪玲１，

（１．广东工贸职业技术学院，广州

摘吴捷２５１０５１０；２．华南理工大学电力学院，广州５１０６４０）要：针对太阳能本身的特点，研究太阳能的功率特性，分析最大功率跟踪的方法，并针对性地提出一种可行的

软件设计方案．

关键词：太阳能；最大功率跟踪；自适应算法

中图分类号：ＴＮ７０９文献标识码：Ａ

随着社会经济的发展，能源和资源的消耗速度越来越快，人们的目光正转向再生能源的利用和发展．太阳能被公认为是技术含量最高，最有发展前途的一种新能源．它取之不尽，用之不竭，不产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源．

研究发现：太阳能发电效率［１］较低成为长期以来影响其发展的主要原因．如何有效地降低成本，提高发电效率是近些年研究的热点．最大功率跟踪（ＭＰＰＴ）技术就是针对提高太阳能电池发电效率进行研究的．分析比较了目前国内外现有的最大功率跟踪技术，从而提出本文采用的算法．

１最大功率跟踪的理论基础

近年来，人们对最大功率跟踪技

一、摘要

广泛联系实际及生活中的现象，通过向日葵的向日原理，普通跟踪装置的设定原理，总结出最佳方案及最适结果。 接着建立出太阳高度角、太阳方位角，关于时间的函数，求出数学表达式，绘制出函数图象。建立适当的空间直角坐标系，以太阳高度角、太阳方位角来确定太阳能能电池版面的指向，绘制出三维立体直观图。关于太阳能电板的利用率问题和电板转动与太阳偏转角的关系，是第一部分探讨的两大重点，我们通过将具体问题模型化，绘制基本的数学模型，并运用数学上的平面几何知识，及网上所查到的资料，自主推导有用的公式及原理。并绘制简单的图象来清晰的表述。

然后带入数据，以2010年11月20日各整点时刻计算出太阳的高度角与方位角。同时，选取适当的时间进行实地测量。绘制出表格，计算平均相对误差，检验模型解得准确性。

最后对误差和模型本身进行分析，总结出建模时未考虑到的因素对结果的影响，明确继续努力的方向。

二、问题的提出

目前，由于人类过度的开采石油等消耗性能源，并大肆的浪费，使得当今社会的可用能源已经所剩无几，开发新能源及清洁能源是当务之急，而太阳能是一种既清洁又富有的理想能源，但如何更好的收

集与利用则是一个难题。现如今，人类利用太阳能有以下两种形式

一种是太阳能热利用，即

在近20年中，您可能不断听到“太阳能革命”这一说法 -- 讲的是有一天我们会全部使用从太阳获得的免费电能。这是一个诱人的承诺：在天气晴朗、阳光明媚的日子里，太阳向地球表面辐射的能量约为1,000瓦每平方米，如果我们可以将这些能量全部收集起来，就可以轻松地为住宅和办公室提供免费电力。

SunLine Transit Agency供图

SunLine Transit Agency用太阳能板吸收能量来制氢。

在本文中，我们将研究太阳能电池，了解它们如何将太阳能直接转换为电能。在阅读过程中，您将了解到为什么说太阳能离人们的日常生活越来越近，以及为什么在这项技术具有成本效益之前我们还有许多研究工作要做。 将光子转换为电子

计算器和人造卫星上使用的太阳能电池都是光伏电池或者模块（模块就是一组通过电路连接并封装在一个框架内的电池）。光伏电池（Photovoltaics），顾名思义（photo=光， voltaic=电），是指将太阳光转换为电能的电池。光伏电池之前只用在太空中，而现在却越来越普及，且使用方式也越来越普通。它们甚至可以为您的住宅供电。这些装置是如何工作的呢？ 光伏（PV）电池由半导体材料制成，比如硅就是目前最常用的一种半导体。当光照射电池时

一、摘要

广泛联系实际及生活中的现象，通过向日葵的向日原理，普通跟踪装置的设定原理，总结出最佳方案及最适结果。 接着建立出太阳高度角、太阳方位角，关于时间的函数，求出数学表达式，绘制出函数图象。建立适当的空间直角坐标系，以太阳高度角、太阳方位角来确定太阳能能电池版面的指向，绘制出三维立体直观图。关于太阳能电板的利用率问题和电板转动与太阳偏转角的关系，是第一部分探讨的两大重点，我们通过将具体问题模型化，绘制基本的数学模型，并运用数学上的平面几何知识，及网上所查到的资料，自主推导有用的公式及原理。并绘制简单的图象来清晰的表述。

然后带入数据，以2010年11月20日各整点时刻计算出太阳的高度角与方位角。同时，选取适当的时间进行实地测量。绘制出表格，计算平均相对误差，检验模型解得准确性。

最后对误差和模型本身进行分析，总结出建模时未考虑到的因素对结果的影响，明确继续努力的方向。

二、问题的提出

目前，由于人类过度的开采石油等消耗性能源，并大肆的浪费，使得当今社会的可用能源已经所剩无几，开发新能源及清洁能源是当务之急，而太阳能是一种既清洁又富有的理想能源，但如何更好的收

集与利用则是一个难题。现如今，人类利用太阳能有以下两种形式

一种是太阳能热利用，即

太阳能电池板有关认证

TUV：TüV标志是德国TüV专为元器件产品定制

的一个安全认证标志，在德国和欧洲得到广泛的接受。应用安全标准的目的是在于防止家电产品的使用过程中可能产生的各种危险所造成的人身伤害和财产损失，包括电击或触电，温度过高或火灾，机械方面存在的危险，

放射性危险，化学性危险。世界各主要地区的家电法规要求均以IEC标准IEC60335为基础，其中欧洲标准与国际标准最为接近。欧洲标准分为两大部分，第一部分分EN60335-1是家用电器的综合要求；第二部分EN60335-2是对各类家用电器的特殊附加要求，这上部分多达几十条标准。

CE：CE”标志是一种安全认证标志，被视为制造商打开并进入欧洲市

场的护照。CE代表欧洲统一（CONFORMITE EUROPEENNE）。凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售，无须符合每个成员国的要求，从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。

IEC：IEC标准即国际电工委员会（International Electrical

Commission），是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。 IEC的宗旨是通过其成员，促进电气化、电子工程领域的标准化

太阳能电池板有关认证

TUV：TüV标志是德国TüV专为元器件产品定制

的一个安全认证标志，在德国和欧洲得到广泛的接受。应用安全标准的目的是在于防止家电产品的使用过程中可能产生的各种危险所造成的人身伤害和财产损失，包括电击或触电，温度过高或火灾，机械方面存在的危险，

放射性危险，化学性危险。世界各主要地区的家电法规要求均以IEC标准IEC60335为基础，其中欧洲标准与国际标准最为接近。欧洲标准分为两大部分，第一部分分EN60335-1是家用电器的综合要求；第二部分EN60335-2是对各类家用电器的特殊附加要求，这上部分多达几十条标准。

CE：CE”标志是一种安全认证标志，被视为制造商打开并进入欧洲市

场的护照。CE代表欧洲统一（CONFORMITE EUROPEENNE）。凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售，无须符合每个成员国的要求，从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。

IEC：IEC标准即国际电工委员会（International Electrical

Commission），是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。 IEC的宗旨是通过其成员，促进电气化、电子工程领域的标准化

技术参数

输出电压:是指把光伏电池置于100mW/c㎡的光源照射下，且光伏电池输出两端开路时所测得的输出电压值。光伏电池的开路电压与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比。与电池面积的大小无关。 短路电流:是指将光伏电池在标准光源的照射下，在输出短路时流过光伏电池两端的电流。测量短路电流的一般方法是，用内阻小于1欧的电流表接到光伏电池的两端进行测量。

最大输出功率(Pm):最大输出工作电压(Vpm)×最大输出工作电流(Ipm)。

开路电压(Voc):正负极间为开路状态时的电压。

短路电流(Isc):正负极间为短路状态时流过的电流。

最大输出工作电压(Vpm):输出功率最大时的工作电压。 最大输出工作电流(Ipm):输出最大功率时的工作电流。

伏安特性曲线:是指太阳能电池组件把接收的光能转换成电能，其输出电流I--电压V的特性曲线。

太阳能电池的效率

要判别一个太阳能电池性能的好坏，最重要的就是转换效率(h)，转换效率的计算公式:

其中Pin为太阳能光入射功率， Pm为最大输出功率， Im 与Vm 分别为在最大输出功率时的电流与电压。

光伏效应:是指物体吸收光能后，其内部能传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，由此产生出电流和 电动

光伏系统最大功率点跟踪方法

第２５卷第２期２００７年４月

可再生能源

ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ

Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．２Ａｐｒ．２００７

光伏系统最大功率点跟踪方法

李

玲，谢

建，杨祚宝

６５００９２）

（云南师范大学太阳能研究所，云南省农村能源工程重点实验室，昆明云南

摘

要：最大功率点跟踪是光伏发电系统中重要的问题。在对太阳电池特性曲线分析的基础之上，阐述了几种

常用的光伏系统最大功率点的追踪方法。文章总结并分析了各种方案的优缺点。关键词：光伏系统；最大功率追踪中图分类号：ＴＭ６１５

文献标志码：Ｂ

文章编号：１６７１－５２９２（２００７）０２－００８５－０３

Ｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｉｎｇｉｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｙｓｔｅｍ

ＬＩＬｉｎｇ，ＸＩＥＪｉａｎ，ＹＡＮＧＺｕｏ－ｂａｏ

（ｓｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＹｕｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎ