INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ ZAKŁAD ENERGOELEKTRONIKI I STEROWANIA Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii
WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH MODUŁU FOTOWOLTAICZNEGO
Rok akad.: 2013/2014
Wydział: Elektryczny
Rodz. stud. : stacjonarne
Kierunek: Elektrotechnika
Specjalność : - - -
Profil: - - -
Nr grupy ćwicz : E3-1
Uwagi:

1. Schematy

1. Schemat układu pomiarowego :

Układ składa się ze źródła oświetlenia o regulowanej mocy , z cyfrowych mierników : amperomierza i woltomierza oraz regulowanego rezystora odbiornik ) i przewodów łączeniowych .

1. Schemat zastępczy ogniwa fotowoltaicznego jest następujący

Objaśnienia :

I_sł – prąd powstający w wyniku promieniowania słonecznego,

I_d – prąd diody,

I_b – prąd płynący przez rezystancję bocznikującą R_b,

I – prąd płynący przez obciążenie R i rezystancję szeregową R_sz,

U – spadek napięcia na obciążeniu

1. Schemat z rozmieszczeniem punktów pomiarowych gęstości mocy promieniowania, natężenia światła i temperatury dla badanego modułu oraz numery żarówek

1. Wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń .

1. Załączone jedno źródło światła

Tablica 3.1.a Warunki pracy – wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń

Numer punktu pomiarowego	Gęstość mocy promieniowania E [W/m^2]	Średnia gęstość mocy promieniowania Eśr [W/m^2]	Natężenia światła Eśw [lx]	Średnia natężenie światła Eśwśr [lx]	Temperatura T [^0C]	Średnia temperatura Tśr [^oC]
1	38,5	48,356	930	846,67	26,3	26,856
2	39,3		930		27
3	34,9		900		26,6
4	49,8		820		26,5
5	56		870		28
6	49,8		810		27,2
7	57,3		780		26,1
8	59,3		840		27,3
9	50,3		740		26,7

Tablica 3.2.a Parametry – wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń

L.p.	Napięcie U [V]	Prąd I [A]	Moc P [W]	Współczynnik wypełnienia FF	Sprawność η [%]
1	UOC= 17,03	ISC= 0,00893	0,1521	0,647	3,865
2	1,15	0,00872	0,010
3	2,3	0,00868	0,020
4	3,45	0,00866	0,030
5	5,01	0,00823	0,041
6	6,16	0,00865	0,053
7	7,3	0,00859	0,063
8	8,45	0,0085	0,072
9	10	0,00843	0,084
10	11,15	0,00825	0,092
11	12,3	0,008	0,098
12	13,45	0,00744	0,100
13	15	0,0059	0,089
14	16,15	0,00303	0,049
15	16,5	0,00149	0,025

1. Załączonych pięć źródeł światła :

Tablica 3.1.b Warunki pracy – wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń

Numer punktu pomiarowego	Gęstość mocy promieniowania E [W/m^2]	Średnia gęstość mocy promieniowania Eśr [W/m^2]	Natężenia światła Eśw [lx]	Średnia natężenie światła Eśwśr [lx]	Temperatura T [^0C]	Średnia temperatura Tśr [^oC]
1	194,5	216,38	3970	3331,1	25,3	29,456
2	19,6		3000		26,7
3	183,3		2820		26,2
4	245		3270		29,5
5	262		3480		34,7
6	246		3260		30,8
7	255		3350		29,2
8	281		3580		30,7
9	261		3250		32

Tablica 3.2.b Parametry – wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń

L.p.	Napięcie U [V]	Prąd I [A]	Moc P [W]	Współczynnik wypełnienia FF	Sprawność η [%]
1	UOC= 18,86	ISC= 0,0402	0,758	0,646	4,302
2	17,5	0,02256	0,395
3	16,25	0,0344	0,559
4	15	0,0378	0,567
5	13,75	0,0387	0,532
6	12,5	0,0392	0,490
7	11,25	0,0393	0,442
8	10	0,0393	0,393
9	8,75	0,0393	0,344
10	7,5	0,0394	0,296
11	6,25	0,0394	0,246
12	5	0,0396	0,198
13	3,75	0,0398	0,149
14	2,5	0,04	0,100
15	1,25	0,0402	0,050

1. Załączonych dziewięć źródeł światła :

Tablica 3.1.c Warunki pracy – wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń

Numer punktu pomiarowego	Gęstość mocy promieniowania E [W/m^2]	Średnia gęstość mocy promieniowania Eśr [W/m^2]	Natężenia światła Eśw [lx]	Średnia natężenie światła Eśwśr [lx]	Temperatura T [^0C]	Średnia temperatura Tśr [^oC]
1	350	409,11	4550	5234,4	29,5	36,622
2	350		4750		32,3
3	320		4460		31,3
4	426		5400		37,5
5	450		5600		47,6
6	417		5260		43
7	450		5690		33
8	479		5900		37,8
9	440		5500		37,6

Tablica 3.2.b Parametry – wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń

L.p.	Napięcie U [V]	Prąd I [A]	Moc P [W]	Współczynnik wypełnienia FF	Sprawność η [%]
1	UOC= 19	ISC= 0,0695	0,1521	0,661	4,05
2	18,5	0,00368	0,068
3	18	0,0265	0,477
4	17,5	0,0418	0,732
5	17	0,0528	0,898
6	16,5	0,0587	0,969
7	16	0,0625	1,000
8	15	0,0655	0,983
9	14	0,0665	0,931
10	13	0,0671	0,872
11	12	0,0673	0,808
12	11	0,068	0,748
13	10	0,0682	0,682
14	7,5	0,0684	0,513
15	5	0,0689	0,345

1. Charakterystyki prądowe – napięciowe I = f(U) modułu dla różnych wartości gęstości mocy promieniowania .

2. Wyznaczanie wzoru funkcji

E = - wzór pozwalający przeliczyć natężenia światła zmierzonego w [lx] na wartość gęstości mocy promieniowania słonecznego [W/m²]

E [W/m^2] z pomiarów	Eśw [lx] z pomiarów	E [W/m^2] z obliczeń
38,5	930	50,5
39,3	930	50,5
34,9	900	48,0
49,8	820	41,5
56	870	45,6
49,8	810	40,6
57,3	780	38,2
59,3	840	43,1
50,3	740	34,9
194,5	3970	299,4
196	3000	220,0
183,3	2820	205,3
245	3270	242,1
262	3480	259,3
246	3260	241,3
255	3350	248,7
281	3580	267,5
261	3250	240,5
350	4550	346,9
350	4750	363,3
320	4460	339,6
426	5400	416,6
450	5600	432,9
417	5260	405,1
450	5690	440,3
479	5900	457,5
440	5500	424,8

Przykładowe obliczenia : E = = [lx]

1. Przykładowe obliczenia:

• dla Tablicy 3.1.a

E_śr= [W/m²]

E_św=[lx]

T_śr= [^oC]

• dla pomiaru 3 z Tablicy 3.2.a

P=U [W]

FF =

%= []

1. Tabliczka znamionowa

1. Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczanie charakterystyki prądowo–napięciowej modułu fotowoltaicznego złożonego z ogniw krzemowych polikrystalicznych typu SL005 – 12 przy różnych wartościach nasłonecznienia, padającego na panel.

Pomiary przeprowadzaliśmy w warunkach sztucznego oświetlenia przy załączonym jednym źródle, następnie przy pięciu źródłach, a kończąc na dziewięciu. Podczas przeprowadzonego ćwiczenia nie napotkaliśmy na żadne zakłócenia podczas pracy układu pomiarowego.

Na otrzymanej charakterystyce prądowo-napięciowej widać różnicę pomiędzy modułem oświetlonym jednym źródłem światła a wieloma. Ilość źródeł światła oraz moc, którą generują znacząca wpływa na napięcie jak i prąd.