Solar Cell

Фотоэлектрическая солнечная камера

  • Библиотека:
  • Simscape/Электрический/Источники

  • Solar Cell block

Описание

Блок Solar Cell представляет источник тока солнечной камеры.

Модель солнечных камер включает следующие компоненты:

Солнечный ток

Блок представляет одну солнечную камеру как Rs сопротивления, которая соединена последовательно с параллельной комбинацией следующих элементов:

  • Источник тока

  • Два экспоненциальных диода

  • Параллельный резистор Rp

Следующий рисунок показывает эквивалентную схему:

Ток выхода тока I

I=IphIs*(e(V+I*Rs)/(N*Vt)1)Is2*(e(V+I*Rs)/(N2*Vt)1)(V+I*Rs)/Rp

где:

  • Iph - солнечный ток:

    Iph=Iph0×IrIr0

    где:

    • Ir - излучение (интенсивность света), в Вт/м2, падая на камеру.

    • Iph0 - измеренный солнечный ток для Ir0 облучения.

  • Is - ток насыщения первого диода.

  • Is2 - ток насыщения второго диода.

  • Vt - тепловое напряжение, kT/q, где:

    • k - константа Больцмана.

    • T - Device simulation temperature значение параметров.

    • q - элементарный заряд электрона.

  • N - коэффициент качества (коэффициент излучения диода) первого диода.

  • N2 - коэффициент качества (коэффициент излучения диода) второго диода.

  • V - напряжение на электрических портах солнечной камеры.

Коэффициент качества изменяется для аморфных камер и обычно 2 для поликристаллических камер.

Блок позволяет вам выбирать между двумя моделями:

  • 8-параметрическая модель, в которой предшествующее уравнение описывает выходной ток

  • Модель с 5 параметрами, которая применяет следующие упрощающие допущения к предыдущему уравнению:

    • Ток насыщения второго диода равен нулю.

    • Импеданс параллельного резистора бесконечен.

Если вы выбираете модель с 5 параметрами, можно параметризовать этот блок с точки зрения предыдущих параметров модели эквивалентной цепи или с точки зрения тока короткая схема и напряжения разомкнутого замыкания, используемого блоком для вывода этих параметров.

Все модели регулируют сопротивление блоков и параметры тока как функцию от температуры.

Можно смоделировать любое количество солнечных камер, соединенных последовательно с помощью одного блока Solar Cell путем установки значения Number of series cells параметра больше 1. Внутренне блок все еще имитирует только уравнения для одной солнечной камеры, но масштабирует выходное напряжение в соответствии с количеством камер. Это приводит к более эффективной симуляции, чем если бы уравнения для каждой камеры были моделированы индивидуально.

Если вы хотите моделировать N камер параллельно, можно сделать это для отдельных камер, масштабируя значения параметров соответственно. То есть умножьте ток короткая схема, ток насыщения диода и токи солнечной генерации на N и разделите сопротивление ряда на N. Чтобы соединить блоки солнечных камер параллельно, где каждый блок содержит несколько камеры последовательно, сделайте несколько копий блока и соединитесь соответственно.

Температурная зависимость

Несколько параметров солнечных камер зависят от температуры. Температура солнечной камеры задается значением параметров Device simulation temperature.

Блок обеспечивает следующее соотношение между Iph тока, вызванной солнечной энергией, и T температуры солнечной камеры:

Iph(T)=Iph*(1+TIPH1*(TTmeas))

где:

  • TIPH1 - First order temperature coefficient for Iph, TIPH1 значение параметров.

  • Tmeas - Measurement temperature значение параметров.

Блок обеспечивает следующее соотношение между током насыщения первого диодного Is и T температуры солнечной камеры:

Is(T)=Is*(TTmeas)(TXIS1N)*e(EG*(TTmeas1)/(N*Vt))

где TXIS1 - Temperature exponent for Is, TXIS1 значение параметров.

Блок обеспечивает следующее соотношение между током насыщения второго диодного Is2 и T температуры солнечной камеры:

Is2(T)=Is2*(TTmeas)(TXIS2N2)*e(EG*(TTmeas1)/(N2*Vt))

где TXIS2 - Temperature exponent for Is2, TXIS2 значение параметров.

Блок обеспечивает следующее соотношение между последовательным сопротивлением Rs и температурой солнечной камеры T:

Rs(T)=Rs*(TTmeas)TRS1

где TRS1 - Temperature exponent for Rs, TRS1 значение параметров.

Блок обеспечивает следующее соотношение между параллельным Rp сопротивления и температурой солнечной камеры T:

Rp(T)=Rp*(TTmeas)TRP1

где TRP1 - Temperature exponent for Rp, TRP1 значение параметров.

Тепловой порт

Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы открыть тепловой порт, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, а затем из контекстного меню выберите Simscape > Block choices > Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт, H на значке блока, и отображает параметры Thermal Port.

Модель теплового порта, показанная на следующем рисунке, представляет всего лишь тепловую массу устройства. Тепловая масса непосредственно соединяется с тепловым портом H компонента. Внутренний Ideal Heat Flow Source блок подает тепловой поток в порт и тепловую массу. Этот тепловой поток представляет тепло внутреннего производства.

Внутренне генерируемое тепло в солнечной камере вычисляется согласно эквивалентной принципиальной схеме, показанной в начале страницы с описанием, в разделе Солнечно-индуцированный ток. Это сумма i2 · R потери для каждого из резисторов плюс потери в каждом из диодов.

Внутренне генерируемое тепло из-за электрических потерь является отдельным нагревательным эффектом по сравнению с солнечным излучением. Чтобы смоделировать тепловое отопление из-за солнечного облучения, вы должны учитывать его отдельно в своей модели и добавить тепловой поток к физическому узлу, соединенному с тепловым портом солнечной камеры.

Порты

Вход

расширить все

Физический сигнал, сопоставленный с падающим облучением солнечной камеры.

Сохранение

расширить все

Электрический порт сопоставлен с положительным напряжением солнечной камеры

Электрический порт сопоставлен с отрицательным напряжением солнечной камеры

Параметры

расширить все

Характеристики камеры

Выберите один из следующих методов параметризации блоков:

  • By s/c current and o/c voltage, 5 parameter - Обеспечивает ток короткая схема и напряжение разомкнутого замыкания, которое блок преобразует в эквивалентную модель замыкания солнечной камеры.

  • By equivalent circuit parameters, 5 parameter - Предоставьте электрические параметры для эквивалентной модели схемы солнечной камеры с помощью 5-параметровой модели солнечной камеры, которая делает следующие допущения:

    • Ток насыщения второго диода равен нулю.

    • Параллельный резистор имеет бесконечное сопротивление.

  • By equivalent circuit parameters, 8 parameter - Предоставьте электрические параметры для эквивалентной модели схемы солнечной камеры с помощью 8-параметровой модели солнечной камеры.

Ток, который течет, когда вы замыкаете солнечную камеру.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By s/c current and o/c voltage, 5 parameter для параметра Parameterize by.

Напряжение на солнечной камере, когда он не подключен.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By s/c current and o/c voltage, 5 parameter для параметра Parameterize by.

Асимптотический обратный ток первого диода для увеличения обратного смещения при отсутствии какого-либо падающего света.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 5 parameter или By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Асимптотический обратный ток второго диода для увеличения обратного смещения при отсутствии какого-либо падающего света.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Солнечный ток, когда излучение Ir0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 5 parameter или By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Облучение, которое производит ток Iph0 в солнечной камере.

Коэффициент излучения первого диода.

Коэффициент излучения второго диода.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Сопротивление внутреннего ряда.

Внутреннее параллельное сопротивление.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Строение

Количество последовательно соединенных солнечных камер, смоделированных блоком. Значение должно быть больше 0.

Температурная зависимость

Порядок линейного увеличения солнечного тока при повышении температуры. Значение должно быть больше или равно 0.

Энергия активации солнечных камер. Значение должно быть больше или равно 0,1.

Порядок экспоненциального увеличения тока от первого диода при повышении температуры. Значение должно быть больше 0.

Порядок экспоненциального увеличения тока от второго диода при повышении температуры. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Порядок экспоненциального увеличения сопротивления ряда при повышении температуры. Значение должно быть больше или равно 0.

Порядок экспоненциального увеличения параллельного сопротивления при повышении температуры. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете By equivalent circuit parameters, 8 parameter для параметра Parameterize by.

Температуру, при которой измеряли параметры солнечной камеры. Значение должно быть больше 0.

Температура, при которой моделируется солнечная камера. Значение должно быть больше 0.

Тепловой порт

Эта вкладка видим только, если вы открываете тепловой порт на этом блоке.

Тепловая энергия, необходимая для повышения температуры солнечной камеры на одну степень. При моделировании нескольких камер последовательно задайте тепловую массу для одной камеры. Это значение умножается внутри на количество камер, чтобы определить общую тепловую массу.

Температура солнечной камеры в начале симуляции.

Ссылки

[1] Гоу, Дж. А. и К.Д. Мэннинг. «Разработка модели фотоэлектрических массивов для использования в исследованиях симуляции электроники». IEEE Processions of Electric Степени Applications, Vol. 146, No2, 1999, pp. 193-200.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

Введенный в R2008a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте