基于开路电压辐照依赖性的光伏组件温度估计方法研究

《Energies》：Indirect Measurement of Photovoltaic Module Temperature Using Open-Circuit Voltage Under Variable Irradiance

　　

摘要

光伏组件的工作温度会强烈影响其电气性能，而直接温度测量可能会受到传感器放置位置、热阻以及测量延迟的影响。本文研究了利用开路电压在不同辐照条件下估计光伏组件温度的方法。两种基于标准的方案，分别源自IEC 60904-5和EN 50530，与一种所提出的经验模型进行了比较。在该经验模型中，允许开路电压的温度敏感性随辐照度而变化。实验研究采用一块水冷10 W多晶硅光伏组件进行，共测量了135条I–V特性曲线，辐照度水平在72至834 W/m²之间共15个等级，组件温度在30至70 °C之间共9个温度点。所有被研究模型的参数均从实验数据中识别得出，并在整个测量范围内对其温度估计性能进行了评估。基于标准的方法主要在中高辐照度水平下取得了令人满意的结果，但在低辐照度下其准确性有所下降。所提出的模型考虑了开路电压温度敏感性的辐照依赖性，并降低了在所研究运行范围内的估计误差。所得到的均方根误差为0.26 °C，平均绝对误差为0.21 °C，最大绝对误差为0.82 °C。这些结果表明，所提出的方法可以为监测和控制应用中的间接光伏组件温度估计提供一种简便的方法。