1 太陽能電池和 MPPT 簡介

太陽能電池是一種通過光伏效應將光能直接轉化為電能的電氣設備，光伏效應是一種物理化學現象。普通的單結硅太陽能電池可以產生大約 0.5V-0.6V 的最大開路電壓。單個太陽能電池器件通常是光伏模塊的電氣構建塊。常見的太陽能電池配置為由硅制成的大面積 p-n 結。

開路電壓和短路電流是太陽能電池板最重要的參數。通常，其工作電壓和電流隨負載電阻而變化（適用于鋰離子電池的單節電池太陽能電池板能量收集參考設計）。圖 3-5 展示了不同負載對應的工作電流和電壓，即太陽能電池的 VI/VQ 曲線。

在不同的光照條件下，同一塊太陽能電池板根據不同的負載具有不同的最大輸出功率。通過調整使太陽能電池板在最大功率點工作非常重要。最大功率點跟蹤是一種與可變電源配合使用的技術，用于在條件變化時更大限度地提取能量。當條件發生變化時，它可更大限度地提取能量。MPPT 解決的核心問題是，太陽能電池的功率傳輸效率取決于可用的陽光量、太陽能電池板的溫度和負載的電氣特性。隨著這些條件的變化，提供最高功率傳輸的負載特性會發生變化。當負載特性發生變化時，系統將進行優化，以保持最高效率的功率傳輸。此最優負載特性被稱為最大功率點 (MPP)。MPPT 是隨條件變化調整負載特性的過程。可將電路設計為向光伏電池提供最優負載，然后將電壓、電流或頻率轉換為適合其他器件或系統。