环境因素对光伏电池数学物理模型的修正

光伏电池的伏安特性与光照强度和电池温度有关，可以认为光伏电池的数学物理模型方程以光照强度和电池温度作为参变量。通常，光照强度S变化范围为0～1000W/m²，电池温度变化范围为10～70℃。

由于生产厂商通常只提供太阳电池组件在标准测试条件下测出的I_sc、U_oc、I_m和U_m，所以按照实用化表达式可以得到在标准测试条件下的太阳电池伏安特性曲线，取S_ref=1000W/m²、T_ref=25℃为参考光照强度和参考电池温度。当电池温度T、光照强度S不是参考光照强度和参考电池温度时，必须考虑它们的影响，并需要对光伏电池的数学物理模型进行修正。环境温度T_air与电池温度T的关系为

T=T_air+0.03S （2-14）

根据参考光照强度和参考电池温度下的I_sc、U_oc、I_m和U_m，可以推算出新的光照强度和新的电池温度下的I_sc′、U_oc′、I_m′和U_m′，再将它们代入实用表达式，即可得到新的光照强度和新的电池温度下的伏安特性曲线。

ΔT=T-T_ref （2-15）

ΔS=S/S_ref-1 （2-16）

I_sc′=I_sc（ΔS+1）（1+aΔT） （2-17）(www.xing528.com)

U_oc′=U_oc（1-cΔT）ln（1+bΔS） （2-18）

I_m′=I_m（ΔS+1）（1+aΔT） （2-19）

U_m′=U_m（1-cΔT）ln（1+bΔS） （2-20）

推算过程中假定伏安特性曲线形状不变，系数a、b和c的典型值为a=0.0025/℃，b=0.5，c=0.00288/℃。

相关文献证明，按照上述公式计算出的各电量数值与实测数值的误差均在10%以内，也就是说，在实际应用中完全可以按上述公式绘出精确度相当高的伏安特性曲线。