恒定電壓跟蹤光伏水泵系統(tǒng)瞬態(tài)工作點(diǎn)特性分析

4 數(shù)據(jù)分析與討論

由典型日運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出,系統(tǒng)瞬時(shí)工作電壓基本跟蹤在296V附近,并隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和組件溫度的變化而漂移。分析表1的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為730W/m²，組件溫度50℃，方陣工作電壓296V時(shí)，方陣工作電流達(dá)6.4A。而當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為830W/m²，組件溫度58℃，方陣工作電壓298V時(shí)，方陣工作電流為6.0A。方陣工作電流隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增加反而減小，反映了系統(tǒng)瞬態(tài)工作點(diǎn)偏離了最大功率點(diǎn)。圖2為某典型日太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、方陣工作電壓和工作電流的瞬時(shí)變化。由此可進(jìn)一步看出，在方陣工作電壓基本恒定的情況下，方陣工作電流開(kāi)始隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增加而線性增加，當(dāng)達(dá)到某一值時(shí)隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增加反而下降。當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度減小時(shí)，方陣工作電流開(kāi)始略有增加隨后線性下降。在太陽(yáng)輻射較強(qiáng)的時(shí)段方陣工作電流出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。這是因?yàn)殡S組件溫度的升高方陣伏安特性變差，CVT不能適應(yīng)這種瞬態(tài)變化使系統(tǒng)偏離最大功率點(diǎn)，導(dǎo)致功率損失。

圖2 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、方陣工作電壓和工作電流的瞬時(shí)變化

圖3為組件溫度隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的瞬時(shí)變化情況，由此可看出環(huán)境溫度基本恒定，組件溫度隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化近似線性變化，當(dāng)環(huán)境溫度30℃,太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為750W/m²時(shí),組件溫度達(dá)60℃，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和組件溫度的變化導(dǎo)致系統(tǒng)工作點(diǎn)的漂移。圖4為典型日系統(tǒng)瞬態(tài)工作點(diǎn)變化情況。綜合分析可知，夏季在太陽(yáng)輻射較強(qiáng)的時(shí)段工作電壓設(shè)定在296V偏高，不能使系統(tǒng)有效地工作。

圖3 組件溫度隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的瞬時(shí)變化

圖4 典型日系統(tǒng)瞬態(tài)工作點(diǎn)變化情況

5 結(jié)語(yǔ)

光伏水泵系統(tǒng)采用定電壓跟蹤器(CVT)雖然制作簡(jiǎn)單成本較低,但系統(tǒng)瞬態(tài)工作點(diǎn)不能適應(yīng)太陽(yáng)電池方陣伏安特性隨溫度和光強(qiáng)的瞬態(tài)變化。在方陣工作電壓基本恒定的情況下，方陣工作電流隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化出現(xiàn)反常現(xiàn)象。系統(tǒng)工作點(diǎn)偏離方陣輸出最大功率點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失。隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，為使光伏水泵系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有的作用，從技術(shù)上應(yīng)真正實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤(MPPT)，使系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)合理。