基于MATLAB的組件溫度系數計算

張岳磊

（寧夏新能源研究院（有限公司），寧夏銀川，750021）

基于MATLAB的組件溫度系數計算

張岳磊

（寧夏新能源研究院（有限公司），寧夏銀川，750021）

本文描述的溫度系數計算方法，通過穩態模擬器測試出不同溫度下對應的組件開路電壓、短路電流、最大功率值，應用MATLAB計算并模擬出溫度系數曲線，提高數據處理的效率。

光伏組件；溫度系數；MATLAB

0 引言

本文測試溫度系數依據IEC61215的測試條件和方法，所用設備為樂力士AAA穩態模擬器，測試組件為標稱功率為59W的薄膜組件，環境溫度：24℃，濕度：16%RH，相同的溫度條件下，每組數據測量三次，常規的數據處理方法是將這三次數據求平均值后，應用EXCEL分別模擬出溫度與開路電壓、短路電流、峰值功率的直線，求直線的斜率即為相應的溫度系數。本文所采用的方法為用MATLAB軟件，編程計算出溫度系數并模擬出溫度系數曲線，并對兩種方法進行對比。

1 組件I-V測試

將待測組件、標準電池片、熱電偶與設備連接，設置穩態模擬器參數，使模擬器輸出標準1000W/m2的光照強度，再用標準電池片校準進行微調，使之輸出和測得的光照強度接近。打開穩態模擬器，通過調節光照時間讓溫度從25℃~55℃的溫度范圍內，每間隔5℃測試一次組件的I-V特性曲線，待溫度達到55℃后反方向設施，讓溫度從55℃，每間隔5℃下降到25℃，溫度下降過程中采用將模擬器與組件之間的幕布拉上，遮擋光照，自然降溫的方法，如此循環三次，測試的數據如下所示。

表1 在不同溫度下測試的I-V數據

2 MATLAB數據處理

2.1 MATLAB編程

利用最小二乘法的原理，在MATLAB軟件對上述數據進行處理，首先求開路電壓溫度系數β，在MATLAB編程軟件中輸入如下程序。

x=[25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55]; %輸入測量溫度

y=[75.824 74.64 73.23 72.16 70.795 69.438 68.107 75.813 74.544 73.329 72.073 70.889 69.493 68.127 75.775 74.534 73.378 72.146 70.779 69.556 68.195]; %輸入測量的的開路電壓值

p=polyfit(x,y,1) %進行一次處理

p =-0.2545 82.2188 %得到直線的斜率和截距

x1=[25 30 35 40 45 50 55]; %輸入第一次測量的溫度值

y1=[75.824 74.64 73.23 72.16 70.795 69.438 68.107];%輸入第一次測量開路電壓

plot(x1,y1,’r’);hold on; %用紅色“o”繪出測得的第一次數據

x2=[25 30 35 40 45 50 55]; %輸入第二次測量的溫度值

y2=[75.813 74.544 73.329 72.073 70.889 69.493 68.127]; %輸入第二次測量的開路電壓值

plot(x2,y2,’g’);hold on; %用綠色“*”繪出測得的第二次數據

x3=[25 30 35 40 45 50 55]; %輸入第三次測量的溫度值

y3=[75.775 74.534 73.378 72.146 70.779 69.556 68.195]; %輸入第三次測量的開路電壓值

plot(x3,y3,’b’);hold on; %用藍色“x”繪出測得的第三次數據x=25:5:55;y=-0.2545*x+82.2188; %寫出x與y的函數關系式

plot(x,y,’-k’);hold on %作出擬合一次曲線

gtext(‘y=-0.2545x+82.2188’) %在圖像上標出直線方程

x=[25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55]; %輸入3次測量的溫度值

y=[75.824 74.64 73.23 72.16 70.795 69.438 68.107 75.813 74.544 73.329 72.073 70.889 69.493 68.127 75.775 74.534 73.378 72.146 70.779 69.556 68.195]; %輸入三次測量的開路電壓值

a=polyfit(x,y,1); %擬合x,y的一次函數曲線

z=polyval(a,x); %求函數值

R=corrcoef(x,y) %求相關系數

R = 1 0000 -0 9996

-0.9996 1.0000 %得出相關系數R=-0.9996，由此求得 R2=0.9992

2.2 擬合出的函數曲線

最終求得開路電壓溫度系數β=-0.2545，相關系數R2=0.9992。

3 結果分析

（1）用MATLAB求得的數據的相關系數為0.999，滿足實驗要求，開路電壓與溫度成線性關系。

（2）用MATLAB軟件求解溫度系數為直接編程可求得溫度系數，求解的數據更精確，可以精確到小數點后四位。

（3）用MATLAB軟件可以將三次測得的數據都顯示到曲線圖上，使測試結果看的更直觀。

圖1 MATLAB擬合出的開路電壓溫度系數曲線

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局，地面用晶體硅光伏組件-設計鑒定和定型（IEC61215-2005），2005.

[2]李松麗,張俊,王婷婷.太陽模擬器下的溫度系數測試[J].2012.

[3]王建軍.太陽能光伏發電應用中的溫度影響[D].青海師范大學學報，2005.

Calculation of component temperature coefficient based on MATLAB

Zhang Yulei
(Ningxia new energy research institute (limited),Ningxia Yinchuan,750021)

This paper describes calculation method of the temperature coefficient, under different temperature by steady-state simulator to test out the corresponding components of open circuit voltage,short circuit current, maximum power value, used MATLAB to calculate and simulate the temperature coefficient curve, improve the efficiency of data processing

pv module;temperature coefficient;MATLAB