CN110879631A - 一种跟踪太阳能电池最大功率点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跟踪太阳能电池最大功率点的方法，其包括步骤：通过温度传感器检测太阳能电池的实时温度；通过多次获取温度以及对应温度下光伏电池开路电压，得到温度与开路电压降低率曲线,由温度与开路电压降低率曲线得到开路电压降低率；根据获得的实时温度以及计算得到的开路电压降低率，通过公式计算获取实时开路电压；根据获得的实时温度以及计算获得的实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压；将得到的最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上。实施本发明，引入了温度与开路电压降低率曲线，通过温度得到开路电压降低率，进而确定开路电压降低率，使得跟踪得到的最大功率电压精度高。

Description

一种跟踪太阳能电池最大功率点的方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，涉及跟踪太阳能电池最大功率点的方法。
背景技术
由于光伏电池的输出电压和输出电流随着太阳辐照度和电池结温的变化而具有强烈的非线性，因此，光伏电池在特定的工作环境下存在着唯一的最大功率输出点。为了尽可能地利用太阳能，所有光伏系统都希望光伏阵列工作在最大功率点上，因此，太阳能电池的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)是非常有意义的。
太阳能电池输出功率与光照、环温和负载情况有关，并且在一定的光照、环温和负载情况下存在唯一的最大功率点(MPP)。为了提高发电效率，需要对最大功率点进行跟踪。目前太阳能电池电池最大功率点跟踪方法(MPPT)很多，常用的最大功率点跟踪方法有恒定电压跟踪法，其仅需从光伏阵列说明书中获取开路电压Uoc，并使阵列输出电压固定在0.71-0.78Uoc之间的某一值，从而构成了光伏系统恒定电压的MPPT控制模块，但是太阳能电池输出功率与光照、环温和负载情况有关，并且在一定的光照、环温和负载情况下存在唯一的最大功率点(MPP)，现有技术中的MPPT控制模块与实时温度没有关系，同时也忽略了温度与开路电压降低率之间的关系，得到的跟踪精度差。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供跟踪太阳能电池最大功率点的方法，根据实时温度与实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压，将最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上。
本发明提供跟踪太阳能电池最大功率点的方法，其包括如下步骤：
步骤S1，通过温度传感器检测太阳能电池的实时温度；
步骤S2，根据传感器获取的温度值及开路电压值计算开路电压降低率；
步骤S3，根据获得的实时温度以及计算得到的开路电压降低率，通过公式计算获取实时开路电压；
步骤S4，根据获得的实时温度以及计算获得的实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压；
步骤S5，将得到的最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上。
具体的，在步骤S2中，根据传感器通过多次获取温度以及对应温度下光伏电池开路电压，通过测量多次的对应数值可以连接成温度与开路电压降低率曲线。
具体的，所述步骤S3中通过公式计算获取实时开路电压,具体为利用以下公式计算,
Figure BDA0002290723610000021
其中，Uoc表示实时开路电压，T表示实时温度，K表示开路电压降低率。
具体的,所述步骤S4中所述最大功率电压通过以下公式计算得出：
Figure BDA0002290723610000022
其中，Ump表示最大功率电压，Uoc表示实时开路电压，n表示光伏电池数量，q为电子电荷，k为玻尔兹曼常数。
另一方面，本发明的实施例中还提供一种跟踪太阳能电池最大功率点的装置，用以实现如下的方法：
通过温度传感器检测太阳能电池的实时温度；
根据传感器获取的温度值及开路电压值计算开路电压降低率；
根据获得的实时温度以及计算得到的开路电压降低率，通过公式计算获取实时开路电压；
根据获得的实时温度以及计算获得的实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压；
将得到的最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上
该装置包括：
MPPT控制模块，用以接收传感器采集的数据，对数据进行计算处理以及控制电压输出指令；
温度传感器，用以检测太阳能电池内实时温度数据；
电压传感器，用以获取装置内以及太阳能电池内的实时电压数据
具体的,所述温度传感器每隔30分钟检测一次太阳能电池内的实时温度，并将检测到的输数据输出给MPPT控制模块。
具体的，所述电压传感器每隔30分钟检测一次太阳能电池内的实时电压，并将检测的数据输出给MPPT控制模块。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供跟踪太阳能电池最大功率点的方法，获取温度与开路电压降低率曲线，进而获取实时温度的开路电压，根据实时温度与实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压，将最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明提供的跟踪太阳能电池最大功率点的方法的一个实施例的主流程示意图。
图2为本发明提供的跟踪太阳能电池最大功率点的装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，是出了本发明提供的跟踪太阳能电池最大功率点的方法的一个实施例的主流程示意图，在本实施例中，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，通过温度传感器检测太阳能电池的实时温度；
步骤S2，根据传感器获取的温度值及开路电压值计算开路电压降低率；
步骤S3，根据获得的实时温度以及计算得到的开路电压降低率，通过公式计算获取实时开路电压；
步骤S4，根据获得的实时温度以及计算获得的实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压；
步骤S5，将得到的最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上。
进一步在一个具体实施例中,在步骤S2中，根据传感器通过多次获取温度以及对应温度下光伏电池开路电压，通过测量多次的对应数值可以连接成温度与开路电压降低率曲线，后续获取到实时电压就可以由此曲线获取到对应的开路电压降低率。
进一步在一个具体实施例中,所述步骤S3中通过公式计算获取实时开路电压,具体为利用以下公式计算,
Figure BDA0002290723610000041
其中，Uoc表示实时开路电压，T表示实时温度，K表示开路电压降低率。
进一步在一个具体实施例中,所述步骤S4中所述最大功率电压通过以下公式计算得出：
Figure BDA0002290723610000042
其中，Ump表示最大功率电压，Uoc表示实时开路电压，n表示光伏电池数量，q为电子电荷，k为玻尔兹曼常数。
进一步在一个具体实施例中,步骤S1中的实时温度通过温度传感器每隔30分钟检测一次,实时温度检测的时间间隔与跟踪的精度成反比，也就是时间间隔越短，跟踪进度随之提高。
如图2所示，另一方面，本发明的实施例中还提供一种跟踪太阳能电池最大功率点的装置，用以实现如下的方法：
通过温度传感器检测太阳能电池的实时温度；
根据传感器获取的温度值及开路电压值计算开路电压降低率；
根据获得的实时温度以及计算得到的开路电压降低率，通过公式计算获取实时开路电压；
根据获得的实时温度以及计算获得的实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压；
将得到的最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上
该装置包括：
MPPT控制模块，用以接收传感器采集的数据，对数据进行计算处理以及控制电压输出指令；
温度传感器，用以检测太阳能电池内实时温度数据；
电压传感器，用以获取装置内以及太阳能电池内的实时电压数据
具体的,所述温度传感器每隔30分钟检测一次太阳能电池内的实时温度，并将检测到的输数据输出给MPPT控制模块。
具体的，所述电压传感器每隔30分钟检测一次太阳能电池内的实时电压，并将检测的数据输出给MPPT控制模块。
更多的细节，可以参照并结合前述对附图的描述，在此不进行详述。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供跟踪太阳能电池最大功率点的方法,获取温度与开路电压降低率曲线，进而获取实时温度的开路电压，根据实时温度与实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压，将最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最大功率电压工作点位上。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种跟踪太阳能电池最大功率点的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，通过温度传感器检测太阳能电池的实时温度；
步骤S2，根据传感器获取的温度值及开路电压值计算开路电压降低率；
步骤S3，根据获得的实时温度以及计算得到的开路电压降低率，通过公式计算获取实时开路电压；
步骤S4，根据获得的实时温度以及计算获得的实时开路电压，得到该温度下的最大功率电压；
步骤S5，将得到的最大功率电压反馈给MPPT控制模块作为当前工作电压，使得工作电压保持在最佳工作点位上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，根据传感器通过多次获取温度以及对应温度下光伏电池开路电压，通过测量多次的对应数值可以连接成温度与开路电压降低率曲线。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，通过公式计算获取实时开路电压,具体为利用以下公式计算,
Figure FDA0002290723600000011
其中，Uoc表示实时开路电压，T表示实时温度，K表示开路电压降低率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述最大功率电压通过以下公式计算得出：
Figure FDA0002290723600000012
其中，Ump表示最大功率电压，Uoc表示实时开路电压，n表示光伏电池数量，q表示电子电荷，k表示玻尔兹曼常数。
5.一种跟踪太阳能电池最大功率点的装置，用以实现如权利要求1至4所述的方法，其特征在于，该装置包括：
MPPT控制模块，用以接收传感器采集的数据，对数据进行计算处理以及控制电压输出指令；
温度传感器，用以检测太阳能电池内实时温度数据；
电压传感器，用以获取装置内以及太阳能电池内的实时电压数据。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述温度传感器每隔30分钟检测一次太阳能电池内的实时温度，并将检测到的输数据输出给MPPT控制模块。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电压传感器每隔30分钟检测一次太阳能电池内的实时电压，并将检测的数据输出给MPPT控制模块。
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