在復(fù)雜的空間環(huán)境中,航天器的太陽電池陣在光照期間可能會受到部分遮擋,影響其輸出功率。針對空間三結(jié)砷化鎵太陽電池串聯(lián)組件的遮擋特性進(jìn)行分析研究,特別是研究被遮擋電池及其旁路二極管的工作機(jī)理,可以進(jìn)一步對其Ⅰ-Ⅴ曲線出現(xiàn)的"臺階"進(jìn)行理論解釋。結(jié)果表明,當(dāng)太陽電池串聯(lián)組件中的電池被部分遮擋后,被遮擋電池的旁路二極管開啟,會有一部分電流流過二極管,隨著負(fù)載電阻的增大,被遮擋電池的旁路二極管閉合,旁路二極管工作狀態(tài)的改變,使得Ⅰ-Ⅴ曲線會出現(xiàn)"臺階",影響電池陣的在軌功率。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020,44(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖２?單串電池部分遮擋狀態(tài)下的Ｉ－Ｖ曲線??（３）當(dāng)該組件的電池１被全部遮擋后，此時(shí)該片電池的旁??路二極管變成了正向偏壓，一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，保證了電池２??

始線性上升至單片電池的匕，整串電池由于被遮擋電池??正常工作而限流，呈現(xiàn)出“臺階”的后部分。??０．２０??０．１５??＾?０．１０??ｓ??０．０５??０．００??Ｉ??（ａ＞Ｉ－Ｖ?曲線??０．２０??０．１５??０．１０?＾??０．０５??０．００??…１．４?１．６?１．８?２．０?２．２?２．４??＂（Ｘ１０３ｓ）??（ｂ＞監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化關(guān)系??圖５?Ｓ３電池遮擋１?／５的卜Ｖ曲線⑻和Ａ１、Ａ２、Ａ３監(jiān)測數(shù)據(jù)??隨時(shí)間的變化關(guān)系（ｂ）??圖６為Ｓ３電池全遮擋，電性能與未遮擋狀態(tài)相比，４基??本沒變化，Ｉ變小，和９．２?Ｖ下的輸出功率下降比較大。通??過數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，中間被全遮擋的電池均??處于未正常工作狀態(tài)，其旁路二極管開啟，該電池片兩端一直??存在約－０．７?Ｖ的旁路二極管開啟電壓，且該電池片不會有電??流流過，而干路電流全部均從旁路二極管導(dǎo)通，所以二者曲線??重合。??綜上可以得出結(jié)論：（１）單串太陽電池電路中，某一片電??池被部分遮擋后，Ｉ－Ｖ曲線會出現(xiàn)１個(gè)“臺階”，“臺階”的存??在是被遮擋電池的旁路二極管工作狀態(tài)改變造成的，而且當(dāng)??（ａ）ｌ－Ｖ曲線??０．２０??０．１５??０．１０?５??ｓ??０．０５??０．００??１．４?１．６?１．８?２．０??＂（Ｘ１（Ｔ３ｓ）??（ｂ）監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化關(guān)系??－電池電壓??二極管電流??干路電流??０??圖６?Ｓ３電池全遮擋的Ｉ－Ｖ曲線⑷和Ａ１、Ａ２、Ａ３監(jiān)測數(shù)據(jù)??隨時(shí)間的變化關(guān)系（ｂ）??旁路二極管開啟時(shí)，會有一部分電流流過，而不是干路電流均??從二極管導(dǎo)通；（２）

??流均從二極管導(dǎo)通。??（ａ）Ｉ－Ｖ曲線??圖７?多片電池遮擋的Ｉ－Ｖ曲線（ａ）和數(shù)據(jù)采集器監(jiān)測數(shù)據(jù)??隨時(shí)間的變化關(guān)系（ｂ＞??２．３單串太陽電池組件中多片電池遮擋的變化對性??能的影響??２．３．１實(shí)驗(yàn)方案??采用６片３?ｃｍｘ?４?ｃｍ性能一致的三結(jié)砷化鎵太陽電池??（Ｓ１＼Ｓ２＼Ｓ３＼Ｓ４＼Ｓ５＼Ｓ６）串聯(lián)成組件，每片電池都并聯(lián)一個(gè)旁路二??極管，進(jìn)行一系列的遮擋實(shí)驗(yàn)，改變遮擋的變化，利用模擬器??完成Ｉ－Ｖ曲線測試。??２．３．２實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析??Ｉ－Ｖ曲線如圖８所示。電性能參數(shù)測試結(jié)果如表１所示。該??６片電池串聯(lián)的遮擋實(shí)驗(yàn)中，定電壓輸出功率重點(diǎn)考核１１?Ｖ??下的輸出功率。??圖８?多種遮擋形式的Ｉ－Ｖ曲線??表１?多種遮擋形式的電性能參數(shù)??實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目??ＩＪＡ??ＶＪＶ??ＰｍＪＷ??Ｖｐ＾ｒｖ??ＰｎＡＶ??ＶｐＴＶ??０??０．１８２?１??１５．７９??２．３４２?０??１４．２５０??１．９０２?０??１１．００??１??０．１８２?３??１５．７６??１．８５２?０??１１．３４０??１．８０９?０??１１．００??２??０．１８０?８??１５．７２??１．４２６?０??１１．４３０??１．４００?０??１１．００??３??０．１８０?３??１５．６１??１．１００?０??１１．７８０??１．０７２?０??１１．００??４??０．１８１７??１５．４１??０．８０９?７??８．５２８??０．６１４?５??１１．００??注：０表示該組件沒有遮擋；１表示Ｓ２遮擋１／５；?２表示Ｓ２遮擋１／５、??Ｓ３遮擋２／５；?３表示Ｓ２遮擋１／５、Ｓ３遮擋２／５、Ｓ４遮擋３／５；?４表示??Ｓ２


本文編號：3410888