利用三次样条函数绘制光电管的I-U特性曲线

在光电效应法测普朗克常量实验中需要人工绘制不同频率下光电管的I-U特性曲线,并从曲线上确定截止电压,获取有关截止电压与入射频率的关系,计算出普朗克常量.针对该实验中手动绘制I-U特性曲线过程繁琐、精确度低、容易出错的问题,阐述了在计算机上如何利用三次样条函数数值模拟特性曲线的原理和方法.

微气候对单晶硅光伏阵列特性曲线的影响

采用数值计算方法分析了微气候对单晶硅光伏阵列特性曲线的影响。同时考虑三大微气候变量建立了光伏电池-组件-阵列的数学模型,并采用分段迭代方法求解,所得到的特性曲线与试验数值相吻合。当环境温度为15～35℃,随着温度的升高,在低电压区间的I-U曲线保持不变;在高电压区间,以STC下的I-U曲线为基准均匀地向左偏移;在太阳辐照量为200～1 000 W/m2时,随着辐照量的增加,I-U曲线均匀向上偏移;在风速为2～6 m/s时,随着风速的增加,I-U曲线在低电压区间保持不变,在高电压区间向右偏移,逐渐靠近STC下的I-U曲线,且偏移速率逐渐变小。

高海拔荒漠地区硅电池板输出电流预测模型研究

高海拔荒漠地区具有环境温度低并且日照强度高的气候特点,现有光伏组件模型无法实现精确预测。在分析硅电池板等效电路的基础上,计算得到了输出电流的预测模型。提出了硅电池板开路电压、短路电流、最大电流和最大电压的修正公式,从而建立起适用高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流预测模型。利用I-V曲线测试仪,在格尔木地区采集了单块多晶硅的I-U曲线和P-U曲线,并记录了实时的环境温度和日照强度。采用所提出模型对输出电流和功率进行预测,并与实验I-U曲线和P-U曲线对比。模型仿真与实测输出电流值和功率值的相对误差均小于9.8%,能较好地预测高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流和输出功率。

光伏阵列在阴影条件下输出特性分析

光伏阵列在均匀光照条件下输出的功率-电压(P-U)曲线为单峰值,电流-电压(I-U)曲线为单阶梯型。当光伏阵列被云层、泥巴、树木等遮挡时,光伏阵列会出现局部阴影,光伏阵列输出的P-U曲线则会出现多峰值,I-U曲线则出现多个阶梯,造成光伏阵列输出的功率减小。利用Matlab/Simulink建立光伏阵列在阴影条件下的模型,进行多次仿真,可以得出P-U曲线和I-U曲线的一些特性,并总结出其规律。为阴影条件下的最大功率点追踪(MPPT)提供了理论基础。

基于趋势转折点的光伏阵列分段线性仿真模型

为实现光伏阵列的非线性I-U特性曲线在工程应用上的模型简化,提出一种基于趋势转折点的分段线性等效模型。该模型将光伏阵列输出曲线按趋势转折点分区后进行分段线性化,并给出在分段数不同时最优趋势转折点选取的依据。利用PSCAD软件搭建分段线性等效电路的仿真模型,并将各段误差值与其他分段线性模型的误差值进行比较。仿真结果和实验结果同时表明该模型在保证精度的同时可减少分段数,从而降低仿真模型搭建的复杂性,并有效减小最大误差点的误差值。

“调皮”的小灯泡与“纠结”的电源——核心素养在具体问题中的落实

很多高中物理知识需要在初中的基础上进行提升和修正,如电阻率受温度的影响导致小灯泡电阻不是定值,电源输出电压不是定值等。文章围绕这两个变化展开讨论,以期在分析、总结问题的过程中培养学生的思维能力。