一种基于朗伯W函数的太阳电池参数提取方法

摘要

一种基于朗伯W函数的太阳电池参数提取方法，用于能源技术领域。该方法首先利用太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件，建立3个一阶微分求导方程的封闭代数方程组，解析求出太阳电池理想因子，并联电阻和串联电阻3个参数初值；其次，采用上述3个初值。本发明的技术效果是：可高效精确的提取电池5个参数。

主权项

一种基于朗伯W函数的太阳电池参数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）利用太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件，化简太阳电池电流输出方程的一阶微分求导方程，并结合太阳电池在短路情况、开路情况和最大功率点处的极值表述，建立3个一阶微分求导方程的封闭代数方程组，解析求出太阳电池理想因子，并联电阻和串联电阻3个参数初值；太阳电池电流输出方程为：太阳电池电流输出方程的一阶微分求导方程为：3个边界条件下短路情况一阶微分求导方程为：3个边界条件下开路情况一阶微分求导方程为：3个边界条件下最大功率点极值处一阶微分求导方程为：以上式中，I是太阳电池电流，V是太阳电池电压；I_ph为光生电流，I₀为反向饱和电流，R_s为串联电阻， n为理想因子， R_sh为并联电阻，V_th是热电压常数；是短路情况下（输出电压为零时）太阳电池电压对电流的一阶微分求导值，是开路情况下（输出电流为零时）电压对电流的一阶微分求导值；I_sc为太阳电池的短路电流，V_oc为太阳电池的开路电压；V_m是太阳电池最大功率点处的电压，I_m是太阳电池最大功率点处的电流；（2）采用上述3个初值，代入基于朗伯W函数的太阳电池电流方程显化解，借助最小二乘法全局拟合光照下的太阳电池伏安特性曲线，提取出实验数据与理论公式之间标准差最小的太阳电池理想因子，并联电阻和串联电阻3个电性参数；基于朗伯W函数的太阳电池电流方程显化解为：以上公式中是朗伯W函数，其他参数与上述相同；（3） 将上述3个电性参数代入短路和开路情况下太阳电池电流输出方程，提取出太阳电池光生电流和反向饱和电流2个电性参数，并获得计算时间；短路情况下太阳电池电流输出方程为：开路情况下太阳电池电流输出方程为：以上公式中参数与上述相同；（4） 将上述5个电性参数代入太阳电池电流输出方程，全局拟合光照下的伏安特性曲线，获得拟合误差。