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AN1444 并网太阳能微型逆变器参考设计 太阳能电池的特性 作者： Alex Dumais 和 Sabarish Kalyanaraman Microchip Technology Inc. 要开始开发太阳能微型逆变器系统，了解太阳能电池的 不同特性非常重要。PV 电池是半导体器件，其电气特 性与二极管相似。但是，PV 电池是电力来源，当其受 简介 到光（如太阳光）照射时会成为电流源。目前最常见的 技术是单晶硅模块和多晶硅模块。PV 电池的模型如图1 风力发电系统和光伏（PV）发电系统等可再生资源使 所示。Rp 和 Rs 为寄生电阻，在理想情况下分别为无穷 用方便且前景广阔，在过去几年获得了大量关注。太阳 大和零。 能系统具有很多优势，例如： • 清洁的可再生能源，可替代煤、石油和核能产生的 图 1： PV 电池的简化模型 能量 • 可降低 / 消除用电费用 Io • 用于制造PV 电池板的硅是地球上含量第二多的元素 Rs • 能够为边远地点提供电能 随着晶体电池板制造能力的增强，总体制造成本随之降 Rp Vo 低，PV 电池板的效率也得以提高，因此近来对太阳 能系统的需求不断增长。 使太阳能需求增长的其他原 因包括：PV 技术经过验证且可靠，PV 模块具有 30 年 以上的保修期，以及政府的鼓励措施。 PV 电池的表现会因其尺寸或与其连接的负载的类型， 太阳能逆变器系统有两个主要要求：从 PV 电池板收集 以及太阳光的强度（照度）而有所不同。PV 电池的特 可用能量，以及将与电网电压同相的正弦电流注入电 性由不同环境下的不同工作电流和电压描述。 网。为了从 PV 电池板收集能量，需要使用最大功率点 追踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）算法。 当电池暴露于太阳光下但未接入任何负载时，没有电流 该算法决定了在任何给定时间可从 PV模块获取的最大功 通过电池，而 PV 电池的电压达到最大值。这称为开路 率。与电网接口要求太阳能逆变器系统符合公共事业公 电压 （VOC ）。当电池具有负载时，电路中开始有电流 司指定的特定标准。这些标准（如 EN61000-3-2、 通过，导致电池两端的电压开始下降。当两个端子直接 IEEE1547 和美国国家电气规范（NEC）690 ）涉及电 相连且电压为零时，可以确定流过电池的最大电流。这 源质量、安全、接地和孤岛情况检测。 称为短路电流（ISC ）。  2012 Microchip Technology Inc. DS01444A_CN 第 1 页 AN1444 光照强度和温度可大幅影响 PV 电池的工作特性。电流