TWI409611B - Maximum power tracking method for solar cells - Google Patents

Description

太陽能電池最大功率追蹤方法

本發明是有關於一種追蹤系統，特別是指一種追蹤太陽能電池之最大輸出功率的追蹤系統。

未來能源之應用主要是以能夠減少環境污染及提高使用效率為主要目標，而太陽能不僅能解決部分消耗性能源的問題，同時對環境保護也有助益。

參閱圖1，一般使用太陽能電池11時，是將所述太陽能電池11之輸出電源經由一轉換單元12降低或提升直流電壓值並輸出至一負載13，轉換單元12是由一控制器14輸出之脈寬調變訊號控制，脈寬調變訊號之脈寬比改變時太陽能電池11之輸出電流與電壓亦改變。

由於太陽能電池11的特性，在不同照度與不同溫度下，皆有不同的功率輸出點，也就是最佳工作點往往隨著周圍日照環境而改變，所以，為求得最佳工作點就利用上述之脈寬調變訊號調整轉換單元12之工作週期，使用太陽能電池11進行太陽能發電時，隨時依據環境改變而改變脈寬調變系統之工作週期，以獲得最大輸出功率。

其中大多數之最大功率追蹤方法是直接量測太陽能電池11之輸出電流與輸出電壓至該控制器14中，控制器14再執行訊號處理與追蹤演算方法，而目前追蹤方法中，是以二項次極值追蹤方法之追蹤效果較佳，以下說明請同時參閱圖2～4，上述追蹤方法包含以下步驟：

(A)設定三初始之脈寬調變訊號，且該等脈寬調變訊號之脈寬比由小而大依序為第一、第二、第三脈寬比(D1、D2、D3)；

(B)分別量取太陽能電池11於第一、第二、第三脈寬比下之輸出電流與輸出電壓值，並計算出太陽能電池11分別於第一、第二、第三脈寬比下之輸出功率，且分別令為第一、第二、第三輸出功率(P1、P2、P3)；

(C)利用上述三個輸出功率與脈寬比的工作點(D1,P1)、(D2,P2)、(D3,P3)帶入二項次極值追蹤方法中，求取出一最大之功率與對應之脈寬比(newD,newP)。

(D)將上述四工作點中，輸出功率最低之工作點(D1,P1)刪除，以另三工作點帶入步驟C中，求取另一最大輸出功率，直到求出之最大輸出功率與原最大輸出功率之差值小於一定之誤差(如1%)，就求出最大之輸出功率。

(E)如果第一、第二、第三輸出功率是如圖3所示之依序遞增時，也就是三組量測脈寬比可能同時位於最大功率點之左側時，就進行脈寬比操作點調變(PWM Duty Shifting)而將將三組操作點同時向右移動ΔD，使得第二輸出功率為最大功率數據(P1＜P2且P2＞P3)，再進行步驟C與步驟D，直到最大之輸出功率收斂為止。如果第一、第二、第三輸出功率是依序遞減時，其操作點往左調變方式大致相同，以下不再多做說明。

但上述硬體設備與方法在應用上仍有若干不足之處：例如所使用之硬軟體架構，對於雜訊干擾相當敏感，因而導致追蹤結果容易發散。另外在追蹤演算過程中，所採用的Duty Shifting方法，其中的參數需要針對所使用的太陽能板功率進行最佳化，而一旦太陽能板的輸出功率發生較大的變化時，追蹤的效能即容易受到影響。且在實際測試的條件下，追蹤過程由於輸出電壓與輸出電流值擷取與處理過程花費過多時間，無法顯現實務上的需求。

因此，本發明之目的即在提供一種可以避免雜訊干擾、提升追蹤效能且追蹤速度較快之太陽能電池最大功率追蹤系統。

本發明之另一目的即在提供一種可以避免雜訊干擾、提升追蹤效能且追蹤速度較快之太陽能電池最大功率追蹤方法。

於是，本發明太陽能電池最大功率追蹤系統適用於傳遞一太陽能電池之輸出電源至一負載，太陽能電池最大功率追蹤系統包含：一電連接於所述太陽能電池與所述負載間之轉換單元、一量測輸出電壓與輸出電流之量測單元，及一依據量測單元之量測結果控制轉換單元之控制單元。

該轉換單元具有串接於所述太陽能電池與負載間之一切換開關與一儲能元件，及一與所述負載並聯之穩壓元件，該切換開關受一脈寬調變訊號而觸發導通與開路，以供儲能元件充電與放電，而改變輸出至所述負載之電壓。

該量測單元具有一量測太陽能電池之輸出電流並輸出一電流訊號之電流感測器，及一濾除電流訊號中之雜訊的低通濾波器。

該控制單元具有一接收該量測單元之電流訊號並接收該太陽能電池之輸出電壓值的輸入介面、一濾除上述電流訊號與輸出電壓值之雜訊的低通數位濾波器、一計算出太陽能電池之輸出功率的控制器，及一受該控制器驅動而輸出上述脈寬調變訊號之脈寬調變模組，該控制器演算出該脈寬調變訊號之脈寬比與輸出功率之關係，並追蹤最大輸出功率時該脈寬調變訊號之脈寬比。

該光耦合單元光耦合該控制單元之脈寬調變模組，並將脈寬調變模組輸出之脈寬調變訊號以光耦合方式傳遞至該轉換單元之切換開關。

本發明太陽能電池最大功率追蹤方法中，所述太陽能電池之輸出電源是經由一轉換單元改變直流電壓值並輸出至一負載，轉換單元是由一脈寬調變訊號控制，脈寬調變訊號之脈寬比改變時太陽能電池之輸出電流與電壓亦改變，最大功率追蹤方法包含以下步驟：

(A)設定三初始之脈寬調變訊號，且該等脈寬調變訊號之脈寬比由小而大依序為第一、第二、第三脈寬比，並傳送至轉換單元；

(B)分別量取太陽能電池於第一、第二、第三脈寬比下之輸出電流與輸出電壓值；

(C)計算出太陽能電池分別於第一、第二、第三脈寬比下之輸出功率，並分別令為第一、第二、第三輸出功率；

(D)如果第一、第二、第三輸出功率依序遞增，則求取一脈寬間隔值，並令第二脈寬比成為新第一脈寬比，令第三脈寬比成為新第二脈寬比，令第三脈寬比加上脈寬間隔值成為新第三脈寬比，以新第一、第二、第三脈寬比重複步驟B；

(E)如果第一、第二、第三輸出功率依序遞減，則求取一脈寬間隔值，並令第二脈寬比成為新第三脈寬比，令第一脈寬比成為新第二脈寬比，令第一脈寬比減該脈寬間隔值成為新第一脈寬比，以新第一、第二、第三脈寬比重複步驟B；

(F)如果第二輸出功率大於第一輸出功率、且第二輸出功率也大於第三輸出功率，則以二項次曲線公式求取新第二脈寬比，並量測計算新第二輸出功率；

(G)如果新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值大於新第二輸出功率之預定比例，則以新第二脈寬比帶入二項次曲線公式求取另一新第二脈寬比，並量測計算新第二輸出功率，重複步驟F；及

(I)如果新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值小於新第二輸出功率之預定比例，則新第二輸出功率為最大輸出功率。

本發明之功效在於利用系統中之低通濾波器與數位低通濾波器濾除雜訊與平均數據，並以新的脈寬調變技術改變系統最大功率追蹤及收斂速度，而可減少控制器之運算工作，大幅提昇控制器之效能，且可避免雜訊對於追蹤過程的干擾，加快追蹤速度，可以較短之時間到達太陽能電池最大功率輸出點，提升整體光伏轉換效率。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖5與圖6，本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例適用於傳遞一太陽能電池4之輸出電源至一負載5，太陽能電池最大功率追蹤系統包含：一電連接於所述太陽能電池4與所述負載5間之轉換單元6、一量測太陽能電池4的輸出電壓與輸出電流之量測單元7、一依據量測單元7之量測結果控制轉換單元6之控制單元8，及一將控制單元8輸出之控制訊號傳送至該轉換單元6之光耦合單元9。本實施例中所述負載5具有一蓄電池51與一直流馬達52，以使本發明可運用於船隻或其他載具之動力系統中。

該轉換單元6具有串接於所述太陽能電池4與負載5間一切換開關61與一儲能元件62、一與所述負載5並聯之穩壓元件63，及一與切換開關61與所述太陽能電池4並聯之回路二極體64。本實施例中該切換開關61是一金屬氧化半導場效電晶體(MOSFET)，該儲能元件62是一儲能電感，穩壓元件63是一穩壓電容。

該切換開關61受一脈寬調變訊號(PWM)而觸發導通與開路，當切換開關61被切換而導通時，所述太陽能電池4輸出電流經切換開關61，同時流經該儲能元件62並加以儲能，同時輸出至所述負載5之蓄電池51充電並驅動直流馬達52運轉。當切換開關61被切換而斷路時，所述太陽能電池4停止輸出電流，該儲能元件62釋放出內部之儲存電能，使電流流至所述負載5之蓄電池51充電並驅動直流馬達52繼續運轉，且上述電流經回路二極體64流回至儲能元件62，也藉由儲能元件62充電與放電過程，降低或提高輸出至所述負載5之直流電壓。

該量測單元7具有一量測太陽能電池4之輸出電流並輸出一電流訊號之電流感測器71，及一濾除電流訊號中之雜訊的低通濾波器72。本實施例中該電流感測器71是一電流轉導器(Current Transducer，CT，LEM生產之LY-10P)，主要是利用霍爾效應(Hall Effect)之電磁感應原理將所述太陽能電池4之輸出電流轉換為電壓形式之電流訊號，該電流感測器71非本發明之特徵以下不再多做說明。參閱圖7，該低通濾波器72是一Sallen-Key主動式濾波平均電路，其主要是利用傅立葉轉換將輸出電流的方波訊號取出並予以平均計算，以電路處理方式直接平均出平均電流值，以濾除高頻雜訊。

參閱圖5與圖6，該控制單元8具有一接收該量測單元7之電流訊號並同時接收該太陽能電池4之輸出電壓值的輸入介面81、一濾除上述電流訊號與輸出電壓值之雜訊的低通數位濾波器82、一計算出太陽能電池4之輸出功率之控制器83，及一受該控制器83驅動而輸出上述脈寬調變訊號之脈寬調變模組84。本實施例中該控制單元8是以美商國家儀器公司出產之可程式化控制器模組(Compact RIO Reconfigurable I/O)實施，但實施範圍不以控制單元8之型式為限。

該輸入介面81接收該量測單元7之低通濾波器72輸出之電流訊號，同時接收所述太陽能電池4之輸出電壓，由於該轉換單元6是以脈寬調變訊號控制，且電流訊號也已經低通濾波器72取得平均值，但輸入介面81擷取之電壓與電流訊號仍具有雜訊，為了確保功率量測的訊號品質，該輸入介面81將電壓訊號與電流訊號擷取進來後，還是需要經過該低通數位濾波器82進行基本的訊號處理。該輸入介面81是以cRIO-9221模組實施。

本實施例中該低通數位濾波器82是以一可程式閘陣列晶片(FPGA)組成，且內部寫入Butterworth四階低通數位濾波的程式，使其具有Butterworth四階低通數位濾波器82的功能，以將電壓訊號與電流訊號進行數位濾波，致使求取出之輸出功率更加穩定，圖8與圖9是量測27瓦之太陽能電池時，電壓訊號與電流訊號分別經過低通數位濾波器82處理前與處理後所計算出之輸出功率，由上述二圖比較即可瞭解經過處理之訊號穩定性更佳。

該控制器83演算出該脈寬調變訊號之脈寬比與輸出功率之關係，並演算追蹤最大輸出功率與該脈寬調變訊號之脈寬比。本實施例中該控制器83是一可即時運算之處理器(cRIO-9002)。

該脈寬調變模組84受該控制器83之驅動而輸出不同脈寬比之脈寬調變訊號至該轉換單元6之切換開關61，以驅動切換開關61導通或斷路。

該光耦合單元9光耦合該脈寬調變模組84，並接收該脈寬調變模組84輸出之脈寬調變訊號並傳遞至該轉換單元6之切換開關61，本實施例中該光耦合單元9是採用Toshiba所生產之TLP250光耦合器。該光耦合單元9之主要功用在於是利用光耦合方式減少共地效應可能造成的干擾。

藉此，藉由該量測單元7之低通濾波器72與控制單元8之低通數位濾波器82，以減低所述太陽能電池4之輸出電流與輸出電壓之訊號雜訊，使該控制單元8之控制器83的功能單純化，而可專注於執行追蹤最大功率之演算過程，提升演算效率，而可於日照環境改變時，可以較短之時間到達太陽能電池4最大功率輸出點，提升整體光伏轉換效率。

參閱圖5、圖6與圖10，以下繼續說明本發明太陽能電池4之最大功率追蹤方法之最佳實施例，該追蹤方法包含以下步驟：

(A)設定三初始之脈寬調變訊號，且該等脈寬調變訊號之脈寬比由小而大依序為第一、第二、第三脈寬比(D1、D2、D3)，並以光耦合方式將第一、第二、第三脈寬比之脈寬調變訊號傳送至轉換單元6。

(B)分別量取太陽能電池4於第一、第二、第三脈寬比下之輸出電流與輸出電壓值，並於取得電流值後，以該低通濾波器72分別濾除第一、第二、第三脈寬比下之各輸出電流的雜訊。本實施例中取得電流值後是以一Sallen-Key主動式濾波平均電路分別平均出第一、第二、第三脈寬比下之各輸出電流的平均值，亦即藉由取平均值方式，濾除高頻雜訊。

(C)以低通數位濾波器82濾除輸出電壓值與輸出電流之平均值內之高頻雜訊。本實施例是以一Butterworth四階低通數位濾波器82濾除輸出電壓值與輸出電流之平均值內之高頻雜訊。

(D)計算出太陽能電池4分別於第一、第二、第三脈寬比(D1、D2、D3)下之輸出功率，並分別令為第一、第二、第三輸出功率(P1、P2、P3)；

(E)判斷第二輸出功率是否大於第一輸出功率、同時大於第三輸出功率(P1＜P2且P2＞P3)，如是則至步驟H，如否則進行步驟F或步驟G。

(F)參閱圖10與圖11，如果第一、第二、第三輸出功率依序遞增(P1＜P2＜P3)，則求取一脈寬間隔值(ΔD)，並令第二脈寬比成為新第一脈寬比(newD1=D2)，令第三脈寬比成為新第二脈寬比(newD2=D3)，令第三脈寬比加上一脈寬間隔值成為新第三脈寬比(newD3=D3+ΔD)，以新第一、第二、第三脈寬比重複步驟B，本實施例中該脈寬間隔值是該原第三脈寬比與原第一脈寬比之差值(ΔD=D3-D1)，也就是如圖11中之箭頭所示地將最左側之點往右移到P3之右側。

(G)參閱圖10與圖12，如果第一、第二、第三輸出功率依序遞減(P1＞P2＞P3)，則求取一脈寬間隔值(ΔD)，並令第二脈寬比成為新第三脈寬比(newD3=D2)，令第一脈寬比成為新第二脈寬比(newD2=D1)，令第一脈寬比減該脈寬間隔值成為新第一脈寬比(newD1=D1-ΔD)，以新第一、第二、第三脈寬比重複步驟B，也就是如圖12中之箭頭所示地將最右側之點往左移到P1之左側。

(H)如果第二輸出功率大於第一輸出功率、且第二輸出功率也大於第三輸出功率(P1＜P2且P2＞P3)，則以二項次曲線公式求取新第二脈寬比(newD2)，並量測計算新第二輸出功率(newP2)。

(I)如果新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值大於新第二輸出功率之預定比例(newP2-P2＞1%×newP2)，則以新第二脈寬比，帶入二項次曲線公式求取另一新第二脈寬比，並量測計算新第二輸出功率，重複步驟I。本實施例中，該新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值是與新第二輸出功率之1%相比較。

(J)如果新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值小於新第二輸出功率之預定比例(newP2-P2＜1%×newP2)，則新第二輸出功率數值趨於收斂，新第二輸出功率數值為最大輸出功率，控制單元8就以新第二脈寬比(newD2)之脈寬調變訊號驅動該轉換單元6運作，使太陽能電池4維持於最大輸出功率，提升太陽能電池4之輸出效率。

(K)等待30秒後，重新執行步驟B，以隨時應變不同日照環境變化，求出當時之最大輸出功率，提升輸出效率。本實施例是以等待30秒為例做說明，但實際實施時可依據當時之日照狀況調整設定等待時間。

以下續針對本發明功率追蹤系統與方法進行測試，測試過程中是以一可程式化的電源供應器模擬太陽能電池4受日照時之輸出電壓與電流變化，上述可程式化的電源供應器是採用Agilent E4351B Solar Array Simulator(SAS)，並以可程式化的電源供應器分別模擬18瓦、27瓦與50瓦三種不同輸出功率之太陽能電池4。

於模擬18瓦太陽能電池4之測試過程中是以習知追蹤系統配合習知追蹤方法、本發明之追蹤系統配合習知追蹤方法，及本發明之追蹤系統配合本發明之追蹤方法等三個比較例實施比較，且分別記錄反應過程時間與反應數據，記錄成圖13、圖14與圖15，由上面三個測試比較例的結果可以發現，本發明最大功率追蹤系統與習知例之最大追蹤系統比較(圖13與圖14結果比較)，追蹤穩定性大幅地提高，使得在追蹤技術上減少一半的次數(tick)，而每次所需之時間也由12000ms減少至400ms，在時間上的精簡，十分明顯。另一方面，習知例之最大追蹤方法由於在Duty Shifting時採用固定的擾動量，故當太陽能板的最大輸出功率增加時，演算法追蹤的效果即跟著變差。而採用本發明最大功率追蹤方法之後(圖15之結果)，可以發現演算結果在一開始即迅速向最大功率操作點收斂，其追蹤速度再度增加，可以較短之時間到達太陽能電池4最大功率輸出點，提升整體光伏轉換效率。

圖16與圖17是追蹤模擬27瓦之過程，圖18與圖19是追蹤模擬50瓦之太陽能電池4之測試過程，上述二過程中是以本發明之追蹤系統配合習知追蹤方法，及本發明之追蹤系統配合本發明之追蹤方法兩個比較例測試比較，且分別記錄反應過程時間與反應數據。由上述之數據圖可發現，以本發明最大出功率追蹤方法實施時(圖17與圖19之測試結果)，追蹤時間並不隨著太陽能板最大輸出功率增加，且大體而言不論太陽能板的輸出功率是多少，都只需要約20次的功率量測及追蹤演算，追蹤時間約為200毫秒，即可到達太陽能電池4最大功率輸出點，提升整體光伏轉換效率。

最後，針對當太陽能板輸出功率發生變動的情況進行實驗，如圖20，一開始我們先令可程式化的電源供應器模擬輸出18W，之後再切換至27W輸出，然後切換回18W的輸出。由圖20之數據圖可瞭解每次變換所耗費的追蹤時間僅需要230～260ms，證明本發明追蹤系統與追蹤方法不會因功率改變而影響追蹤速度。

經由上述之說明與各比較例之實驗數據可清楚看出，本發明最大功率追蹤系統與方法配合時，可大幅降低雜訊對系統之影響，也藉由低通濾波器72與數位低通濾波器82濾除雜訊與平均數據，而可減少控制器83之運算工作，大幅提昇控制器83之效能，可以較短之時間到達太陽能電池4最大功率輸出點，提升整體光伏轉換效率。故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

4‧‧‧太陽能電池

5‧‧‧負載

51‧‧‧蓄電池

52‧‧‧直流馬達

6‧‧‧轉換單元

61‧‧‧切換開關

62‧‧‧儲能元件

63‧‧‧穩壓元件

64‧‧‧回路二極體

7‧‧‧量測單元

71‧‧‧電流感測器

72‧‧‧低通濾波器

8‧‧‧控制單元

81‧‧‧輸入介面

82‧‧‧低通數位濾波器

83‧‧‧控制器

84‧‧‧脈寬調變模組

9‧‧‧光耦合單元

圖1是習知太陽能電池最大功率追蹤系統之方塊示意圖；

圖2是習知太陽能電池最大功率追蹤方法設定三個不同之脈寬比的脈寬調變訊號下，不同輸出功率的預測曲線圖；

圖3是習知追蹤方法下執行脈寬比移位之曲線圖；

圖4是圖3中脈寬比移位後各工作點之位置圖；

圖5是本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例的方塊示意圖；

圖6是該較佳實施例的電路示意圖；

圖7是該較佳實施例的一低通濾波器之電路圖；

圖8是該較佳實施例的低通濾波器之輸入訊號曲線圖，說明太陽能電池之輸出電流與輸出電壓值之乘積曲線；

圖9是該較佳實施例的低通濾波器之輸出訊號曲線圖，說明太陽能電池之輸出電流與輸出電壓值經過濾除雜訊後之乘積曲線；

圖10是本發明太陽能電池最大功率追蹤方法之較佳實施例的流程圖；

圖11是該較佳實施例中三個輸出功率依序遞增時其中一工作點往右移位之曲線圖；

圖12是該較佳實施例中三個輸出功率依序遞減時其中一工作點往左移位之曲線圖；

圖13是該較佳實施例測試過程之一比較例的測試結果數據圖，說明以習知系統與習知方法模擬測試追蹤18瓦太陽能電池之結果；

圖14是類似於圖13之視圖，說明以本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與習知方法模擬測試追蹤18瓦太陽能電池之結果；

圖15是類似於圖13之視圖，說明以本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與本發明太陽能電池最大功率追蹤方法之較佳實施例模擬測試追蹤18瓦太陽能電池之結果；

圖16是類似於圖13之視圖，說明以本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與習知方法模擬測試追蹤27瓦太陽能電池之結果；

圖17是類似於圖13之視圖，說明以本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與本發明太陽能電池最大功率追蹤方法之較佳實施例模擬測試追蹤27瓦太陽能電池之結果；

圖18是類似於圖13之視圖，說明以本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與習知方法模擬測試追蹤50瓦太陽能電池之結果；

圖19是類似於圖13之視圖，說明以本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與本發明太陽能電池最大功率追蹤方法之較佳實施例模擬測試追蹤50瓦太陽能電池之結果；及

圖20是本發明太陽能電池最大功率追蹤系統之較佳實施例與本發明太陽能電池最大功率追蹤方法之較佳實施例測試不同瓦數之太陽能電池轉換之結果曲線圖。

4‧‧‧太陽能電池

5‧‧‧負載

51‧‧‧蓄電池

52‧‧‧直流馬達

6‧‧‧轉換單元

61‧‧‧切換開關

62‧‧‧儲能元件

63‧‧‧穩壓元件

64‧‧‧回路二極體

7‧‧‧量測單元

71‧‧‧電流感測器

72‧‧‧低通濾波器

8‧‧‧控制單元

81‧‧‧輸入介面

82‧‧‧低通數位濾波器

83‧‧‧控制器

84‧‧‧脈寬調變模組

9‧‧‧光耦合單元

Claims (9)

1. 一種太陽能電池最大功率追蹤方法，所述太陽能電池之輸出電源經由一轉換單元改變直流電壓值並輸出至一負載，轉換單元是由一脈寬調變訊號控制，脈寬調變訊號之脈寬比改變時太陽能電池之輸出電流與電壓亦改變，最大功率追蹤方法包含以下步驟：(A)設定三初始之脈寬調變訊號，且該等脈寬調變訊號之脈寬比由小而大依序為第一、第二、第三脈寬比，並傳送至轉換單元；(B)分別量取太陽能電池於第一、第二、第三脈寬比下之輸出電流與輸出電壓值；(C)計算出太陽能電池分別於第一、第二、第三脈寬比下之輸出功率，並分別令為第一、第二、第三輸出功率；(D)如果第一、第二、第三輸出功率依序遞增，則求取一脈寬間隔值，並令第二脈寬比成為新第一脈寬比，令第三脈寬比成為新第二脈寬比，令第三脈寬比加上脈寬間隔值成為新第三脈寬比，以新第一、第二、第三脈寬比重複步驟B；(E)如果第一、第二、第三輸出功率依序遞減，則求取一脈寬間隔值，並令第二脈寬比成為新第三脈寬比，令第一脈寬比成為新第二脈寬比，令第一脈寬比減該脈寬間隔值成為新第一脈寬比，以新第一、第二、第三脈寬比重複步驟B； (F)如果第二輸出功率大於第一輸出功率、且第二輸出功率也大於第三輸出功率，則以二項次曲線公式求取新第二脈寬比，並量測計算新第二輸出功率；(G)如果新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值大於新第二輸出功率之預定比例，則以新第二脈寬比帶入二項次曲線公式求取另一新第二脈寬比，並量測計算新第二輸出功率，重複步驟F；及(I)如果新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值小於新第二輸出功率之預定比例，則新第二輸出功率為最大輸出功率。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，於步驟B中，取得電流值後並以平均電路分別平均出第一、第二、第三脈寬比下之各輸出電流的平均值。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，於步驟B後，濾除輸出電壓值與輸出電流之平均值內之高頻雜訊。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，步驟D及步驟E中該脈寬間隔值是該第三脈寬比與第一脈寬比之差值。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，步驟G及步驟I中，該新第二輸出功率與原第二輸出功率間之差值是與新第二輸出功率之1%相比較，亦即該預定比例是1%。
6. 依據申請專利範圍第2項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，於步驟B中，取得電流值後是以一Sallen-Key主動式濾波平均電路分別平均出第一、第二、第三脈寬比下之各輸出電流的平均值。
7. 依據申請專利範圍第3項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，於步驟B後，是以一Butterworth四階低通數位濾波器濾除輸出電壓值與輸出電流之平均值內之高頻雜訊。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，該Butterworth四階低通數位濾波器是以一可程式閘陣列晶片組成。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池最大功率追蹤方法，其中，於步驟A中是以光耦合方式將第一、第二、第三脈寬比之脈寬調變訊號傳送至轉換單元。