二极管在光伏阵列中的作用.docVIP

PAGE . . . 太阳能光电工程学院 《应用光伏学》 课程设计报告书 题 目：二极管在光伏阵列中的作用 及原理分析 姓 名： 专 业： 10 班 级： 10 准考证号： 设计成绩： 指导教师： 摘 要 二极管在光伏系统中发挥着重大的作用，本文首先从二极管的作用及原理入手，系统的介绍了光伏阵列所需二极管的种类、特性及在系统中的作用，并系统阐述了二极管在光伏阵列的工作原理。在本文我们用图表的形式来描述太阳能电池的内部结构、伏安特性，并以此为基础建立等效电路图。利用Matlab和Simulink仿真工具，建立光伏阵列的仿真模型，通过仿真计算和分析可知，在太阳电池模型中的二极管D 是起到分流光生电流的作用，二极管的导通电压的大小可以影响太阳电池输出电流，提高二极管D 的导通电压，可以减小太阳电池的暗电流，提高太阳电池的输出功率，而在光伏组件中反向并联旁路二极管作用是可以减小热斑现象对光伏组件影响，选择导通电压低的旁路二极管可以提高组件或光伏阵列的输出功率，得出在组成光伏阵列的支路中串联二极管可以起到电压钳位作用，但能引起附加损耗的结论。研究结果表明正确选择二极管的导通电压对提高光伏组件和阵列输出功率是有益的。太阳能电池阵列对于遮挡十分敏感。中间解释了在串联回路中，每个组件或部分电池被遮光，就可能造成该组件或电池上产生反向电压，严重时可能对组件造成永久性的损坏。由此引起的热斑效应。 关键词:太阳能电池 二极管 光伏阵列 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 绪 言 3 1.二极管原理 4 1.1 二极管概要 4 1.2 二极管特性 4 2.二极管在光伏阵列中的作用 4 2.1太阳能电池特性 4 2.2二极管在光伏阵列中的作用 6 3.光伏阵列的仿真 9 参考文献 11 绪 言 随着全球气候变暖、污染问 INDEX \o S \c 2 \z 2052 。题日益严重，从传统能源向可再生能源的转变势在必行。其中太阳能作为可再生能源的重要部分，最近几年已经得到了很广泛的应用，如何提高太阳能的利用效率成为研究热点之一。本文首先对二极管的工作原理入手，利用太阳能的内部结构、伏安特性建立等效电路，再根据电路分析的知识解答伏安特性的表达式。分析二极管在太阳能电池、组件及阵列中的作用，及其导通电压的大小对光伏应用效果的影响。详细的介绍了旁路二极管，以及在光伏阵列中的作用。利用Matlab 和Simulink 仿真工具建立光伏阵列的仿真模型，从而更加系统的说明二极管对光伏阵列的影响，其分析结果具有较好的实践价值。通过仿真计算和分析可知，在太阳电池模型中的二极管D 是起到分流光生电流的作用，二极管的导通电压的大小可以影响太阳电池输出电流，提高二极管D 的导通电压，可以减小太阳电池的暗电流，提高太阳电池的输出功率，而在光伏组件中反向并联旁路二极管作用是可以减小热斑现象对光伏组件影响，选择导通电压低的旁路二极管可以提高组件或光伏阵列的输出功率。在组成光伏阵列的支路中串联二极管可以起到电压钳位作用，但能引起附加损耗;而在阵列支路中没有串联二极管，在出现光斑现象严重时，可能出现支路间的回路电流，增加了电路的附加损耗。由于二极管导通时有损耗，建议使用导通电压低的二极管。 1.二极管原理 1.1 二极管概要 二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode);它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 1.2 二极管特性 二极管的单向导电特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7v，锗管正向压降为0.3v 发光二极管正向管压降为随不同发光颜色而不同。 二极管的电压与电流不是线性关系，所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导