图2-1 太阳能光伏系统框图

2。2 光伏电池阵列

2。2。1光伏电池的原理

光伏电池多为半导体材料制造而成的，按制作材料可分为硅太阳能电池，有机半导体太阳能电池，化合物半导体太阳能电池以及薄膜太阳能电池。文献综述

光伏电池的基本特性可以用PN结来解释，当光照在PN结上，会生成电子空穴对，此时电子会从P区向N区移动，结果会让N区的电势降低并使P区的电势升高，PN结的附近就会形成光生电动势并且会与势垒电场的方向相反，这就会成为PN结的光电效应，光伏电池一般都是数个一起使用的，对它们进行串行或并行连接就是光伏电池阵列，不同的光伏电池整列会输出不一样大的功率来对应不同的负载的需求[6]。

2。2。2光伏电池的物理模型

当光伏电池受到光照射并接上负载的时候，工作情况如图2-2所示，在图里二极管D与电阻Rsh并联，然后与电阻Rs串联，Rs和Rsh都是电池本身电阻，其阻值固定，不由外部因素决定，此光伏电池里本身应该还有分布电容等器件，但是由于其为直流设备，电容的作用体现不出来，所以电容的存在可以不考虑，所以在等效电路中就没有显现出来。

图2-2  光伏电池的等效电路

根据上图，可以得出光伏电池阵列的（ I −V ）方程为：

                                       (2-1)

从上式可以看出日照强度和电池温度对光伏电池的输出特性的影响

 2。2。3 光伏电池的输出特性

太阳能电池的输出特性包括电池的极性和电池的伏安特性

（1）太阳能电池一般是N+/P或P+/N结构,加号表示太阳能电池正面半导体材料的导电类型，没有加号的则表示背面的类型。

（2）电池的伏安特性就是输出电流I和输出电压之U间的对应关系，下图就是光伏组件的I-V和P-V特性，工作点所对应横纵坐标分 别表示工作电压和电流，输出功率P就是它们的乘积，线上的任意点都可以作为工作点。来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

  图2-3 输出特性图

2。3铅酸蓄电池

蓄电池作为光伏独立发电系统的重要组成部分，也是系统的储能部分，因为光伏电池的光照强度和电池温度对其的影响很大，当阴雨或者大雾天的时候，光伏电池的输出电力不够，这个时候就需要储能装置就把以前储存的电能释放出来，以维持负载的正常运行。在光照强度良好的时候，蓄电池就作为储能装置来储存电力。

2。3。1蓄电池充电电路的拓扑结构

一般的充电电路都会使用直流—直流（DC-DC) 变换器，其中常用的变换器有升压变换器，降压变换器，升降压变换器以及降升压变换器的四种拓扑结构，