太阳能逆变器电池特性分析与描述

要开始开发太阳能微型逆变器系统，了解太阳能电池的不同特性非常重要。PV电池是半导体器件，其电气特性与二极管相似。但是PV电池是电力来源，当其受到光（如太阳光）照射时会成为电流源。目前最常见的技术是单晶硅模块和多晶硅模块。PV电池的模型如图1所示。Rp和Rs为寄生电阻，在理想情况下分别为无穷大和零。

PV电池的表现会因其尺寸或与其连接的负载的类型，以及太阳光的强度（照度）而有所不同。PV电池的特性由不同环境下的不同工作电流和电压描述。

当电池暴露于太阳光下但未接入任何负载时，没有电流通过电池，而PV电池的电压达到最大值。这称为开路电压（VOC）。当电池具有负载时，电路中开始有电流通过，导致电池两端的电压开始下降。当两个端子直接相连且电压为零时，可以确定流过电池的最大电流。这称为短路电流（ISC）。

光照强度和温度可大幅影响PV电池的工作特性。电流与光照强度成正比例，但光照的变化对工作电压的影响很小。然而，工作电压受温度影响。电池温度升高会使工作电压降低，但对生成的电流影响甚微。图2说明了温度和光照对PV模块的影响。

光照强度变化对电池输出功率的影响要大于温度变化产生的影响。这对所有常用的PV材料都适用。这两种效应结合后的重要结果为，PV电池的功率会随光照强度的降低和/或温度的升高而降低。

最大功率点（MPP）

太阳能电池可在较宽的电压和电流范围内工作。通过将受照射电池上的电阻性负载从零（短路事件）持续增加到很高的值（开路事件），可确定MPP.MPP是VxI达到最大值的工作点，并且在该照射强度下可实现最大功率。发生短路（PV电压等于零）或开路（PV电流等于零）事件时的输出功率为零。

高品质的单晶硅太阳能电池在其温度为25°C时可产生0.60伏开路电压。在光照充分和空气温度为25°C的情况下，给定电池的温度可能接近于45°C，这会使开路电压降至约0.55V.随着温度的提高，开路电压持续下降，直至PV模块短路。