1 太陽(yáng)能電池和 MPPT 簡(jiǎn)介

太陽(yáng)能電池是一種通過(guò)光伏效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的電氣設(shè)備，光伏效應(yīng)是一種物理化學(xué)現(xiàn)象。普通的單結(jié)硅太陽(yáng)能電池可以產(chǎn)生大約 0.5V-0.6V 的最大開(kāi)路電壓。單個(gè)太陽(yáng)能電池器件通常是光伏模塊的電氣構(gòu)建塊。常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池配置為由硅制成的大面積 p-n 結(jié)。

開(kāi)路電壓和短路電流是太陽(yáng)能電池板最重要的參數(shù)。通常，其工作電壓和電流隨負(fù)載電阻而變化（適用于鋰離子電池的單節(jié)電池太陽(yáng)能電池板能量收集參考設(shè)計(jì)）。圖 3-5 展示了不同負(fù)載對(duì)應(yīng)的工作電流和電壓，即太陽(yáng)能電池的 VI/VQ 曲線(xiàn)。

在不同的光照條件下，同一塊太陽(yáng)能電池板根據(jù)不同的負(fù)載具有不同的最大輸出功率。通過(guò)調(diào)整使太陽(yáng)能電池板在最大功率點(diǎn)工作非常重要。最大功率點(diǎn)跟蹤是一種與可變電源配合使用的技術(shù)，用于在條件變化時(shí)更大限度地提取能量。當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，它可更大限度地提取能量。MPPT 解決的核心問(wèn)題是，太陽(yáng)能電池的功率傳輸效率取決于可用的陽(yáng)光量、太陽(yáng)能電池板的溫度和負(fù)載的電氣特性。隨著這些條件的變化，提供最高功率傳輸?shù)呢?fù)載特性會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)負(fù)載特性發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)行優(yōu)化，以保持最高效率的功率傳輸。此最優(yōu)負(fù)載特性被稱(chēng)為最大功率點(diǎn) (MPP)。MPPT 是隨條件變化調(diào)整負(fù)載特性的過(guò)程?？蓪㈦娐吩O(shè)計(jì)為向光伏電池提供最優(yōu)負(fù)載，然后將電壓、電流或頻率轉(zhuǎn)換為適合其他器件或系統(tǒng)。