光伏就是光能转变成电能的光生伏特的意思，英文是PhotoVoltaic，简称PV。图2.1给出晶体硅太阳电池原理示意图，在光照条件下，有足够能量的光子进入p-n结区附近产生电子-空穴对。在p-n结内建电场作用下，n区空穴向p区运动，p区电子向n区运动，造成太阳电池n区表面有大量电子积累，p区表面则有大量正电荷积累，从而产生电势。如用导线将上下表面电极与负载接通，即可产生电流。 图2.1 晶体硅太阳能电池原理示意图
1.1光伏电池电气特性
光伏电池是利用半导体材料的光伏效应制作而成的。光伏电池的电压电流关系（I-V特性）随日照强度S（W/m2）和电池温度t（℃）而变化，即I=f（v，S，t）。根据电子学理论，光伏电池的实际等效电路如图2.2所示。
图2.2 光伏电池的等效电路 图2.3 太阳电池的电压—电流特性曲线
1.2 手压式旋转拖把太阳电池的电压一电流特性
太阳电池的电压-电流特性曲线如图2.3所示，在较高电压区域内该电源具有低内阻特性，
可以视为一系列不同等级的电压源；而在较低电压区域内，该电源又具有高电阻特性，可以视为一系列不同等级的电流源。
图2.3中：S：日照功率；Isc：短路电流：Uoc：开路电压；Im：最人功率点处的电流；Um：最大功率点处的电压。
1.3 太阳电池电压电流与温度的关系特性
电压电流与温度的关系如图2.4所示。太阳电池的开路电压，短路电流和输出功率在太阳辐照度不变的情况下都会受到温度变化的影响而改变。温度升高，开路电压明显减小。但短路电流微微升高，每升高10C，开路电压大约下降0.35～0.45％，由此太阳电池的效率也会下降大约0.35～0.45％。短路电流上升很小，结温每升高l°C，大约只能增加万分之五至千分之一，因此一般认为太阳电池的短路电流几乎不受温度影响，只受同照变化。
图2.4电压电流与温度的关系
2 最大功率点跟踪的研究
太阳电池的最大功率点跟踪（简称MPPT）技术的产生是基于太阳电池占整个系统近半的投资，为使太阳电池阵列始终输出最大的功率，以便提高系统的整体效率。原理是在温度和辐射强度都变化的环境里，通过改变光伏阵列所带的等效负载，调节光伏阵列的工作点，使光伏阵列工作在输出功率最大点。光伏系统常用的最大功率点跟踪方法有：恒电压跟踪、扰动观察法、电导增量法等。这些方法都是根据太阳电池的特性曲线上最大功率点的特点来搜索最大功率点对应的电压，这些方法各有优缺点。以下简单介绍MPPT的几种常用方法。 2.1 恒电压法（CVT）
基MPPT 控制方法主要有恒定电压法、扰动比较法、变步长法以及电导增量法等。根据控制策略和最大功率点判据的不同，每种控制方法的原理也不同。太阳能电池的伏安特性曲线中，连接最大功率点形成一条曲线，如图2.5。由图看以观察出，尽管光照不同，但最大
功率点基本在ui=um 虚线位置的附近。同时，从太阳能输出特性曲线图可以看出，光照强度和温度对输出功率具有抑制关系。即光照增强太阳能电池功率增大，但同时电池板温度也会升高，又会使电池功率减小，反之亦然。所以太阳能电池的最大功率点会更逼近ui=um虚线。在工程上允许把最大功率点出现的轨迹近似处理为一根电压垂直线，从而跟踪该电压值就可近似为最大功率点，这就是固定电压法的理论根据。恒定电压法的跟踪精度误差较大，特别是温度或光照强度变化较大时，误差更大。但其控制简单，计算量极少，比较适合跟踪精度要求不高的中小功率光伏发电系统。
圆极化天线>凝胶材料
图2.5 太阳能电池最大功率点
透水混凝土施工工艺2.2 扰动比较法
扰动比较法结构简单，易于跟踪，被广泛应用在最大功率点跟踪场合。其控制原理是通过给定某一方向的微量扰动，然后采集此时的输入电压和电流或输出电压和电流得到功率，将该时刻的功率和上一时刻做比较。如果功率增加，就继续沿着该方向进行进一步扰动；如果功率减小，就改变扰动方向，向另一方向扰动，如此反复扰动，到最大功率点。但是该控制方法一般会在最大功率点附近不断振荡，而不能停止，造成能量损耗，降低太阳能利用率。故一般需加入一个近似稳定的比较值，当扰动响应小于该值时，默认已达到最大功率点，停止扰动。当再次有大于该比较值的变化时，再进行扰动比较进行跟踪。
2.3 变步长法
变步长法相当于比较法的改进，此方法原理与比较法基本相似，也是将某时刻得到的功率和上一时刻的功率进行比较，从而得到扰动的方向，进行下一次的扰动，最终到最大功率点。不同的是，该控制方式的占空比的改变量不是恒定的，而是正比于功率变化量，从而能精确、快速的到最大功率点。但是该控制方式的控制相对比较复杂，同时仍然有可能出现震荡问题。电容器串联
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