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单二极管模型参数域研究

应用物理 2024-08-16 v1

摘要

太阳能光伏(PV)系统的电流-电压(I-V)曲线广泛用于确定其电气运行特性。通常,I-V曲线由三个关键点描述:短路点(0,Isc)(0,I_\mathrm{sc})、开路点(Voc,0)(V_\mathrm{oc},0)以及最大功率点(Vmp,Imp)(V_\mathrm{mp},I_\mathrm{mp})。在此背景下,常用于研究I-V曲线的单二极管模型(SDM)。本文提出一种基于给定关键点确定SDM参数域的实用方法。深入的数学分析表明,SDM必须满足不等式Voc/2<Vmp<VocV_\mathrm{oc}/2 <V_\mathrm{mp}<V_\mathrm{oc}Isc/2<Imp<IscI_\mathrm{sc}/2 <I_\mathrm{mp}<I_\mathrm{sc}。随后,可通过单一参数隐式表示SDM,从而确定其参数域。为此,本文提供了一种快速的开源计算算法,用于求解SDM的单参数域。该算法已使用40,000个合成的最大功率点进行计算机测试,仅需约1分钟CPU时间(基于标准笔记本电脑)。此外,作为实际应用,本文利用所提出的算法分析了加州能源委员会和NREL的数据库。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.07108,
  title  = {On the parameters domain of the single-diode model},
  author = {Carlos Cárdenas-Bravo and Denys Dutykh and Sylvain Lespinats},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.07108},
  year   = {2024}
}