1

Politechnika Śląska w Gliwicach

Wydział Elektryczny
Studia inżynierskie - zaoczne
Rok akademicki 2011/2012
Gr.2 sem.5
Sekcja 4

Inżynieria elektryczna w transporcie

Badanie ogniwa galwanicznego

Wykonali :

Tomczak Tomasz

Jankowski Dariusz

Szeja Marcin

Świerczek Wojciech

Borowiak Przemysław

Kotlarz Janusz

Olejniczak Artur

2

Wstęp:
Ćwiczenie polega na badaniu ogniwa fotowoltaicznego w zależności od natężenia
Światła, oraz jego konta nachylenia.


Opis teoretyczny:

Ogniwa fotowoltaiczne wykorzystują efekt fotoelektryczny wewnętrzny do generacji energii
Elektrycznej prądu stałego. Efekt ten polega na podwyższeniu poziomu energetycznego
Elektronu po przechwyceniu kwantu światła. Baterie słoneczne uznawane są za najbardziej
Przyjazne środowisku źródło energii. Wynika to z: braku emisji zanieczyszczeń, braku hałasu,
a także praktycznie braku ujemnego wypływu na zwierzęta. Ponadto panele wytwarzane są z
powszechnie dostępnych surowców, a ich pozyskanie nie wymaga ingerowania w sposób
istotny w środowisko naturalne. Utylizacja takiego źródła także nie jest znaczącym
problemem. Z punktu widzenia ekologii nie mają one praktycznie wad. Jedyną wadą jest to,
że wyprodukowanie źródła tego typu wiąże się ze znacznym nakładem energii, a przy niskiej
sprawności i krótkim czasie eksploatacji źródła, powoduje to relatywnie niewielki zysk na
energii produkowanej w odniesieniu do energii włożonej w wytworzenie paneli. Wynikiem
tego jest wysoka cena ogniw i problemy ze zwrotem kosztów poniesionych w elektrownię
wykorzystującą baterie słoneczne.

Ważnym parametrem ogniw słonecznych jest ich sprawność która opisuje stosunek
ilości energii elektrycznej jaka zostanie wyprodukowana z ilości energii dostarczonej do
panelu przez promieniowanie elektromagnetyczne.

Sprawności różnych typów ogniw:
· Krzem monokrystaliczny – sprawności 14 -17,5%
· Krzem polikrystaliczny – sprawności 11 -13%
· Krzem amorficzny – sprawności 7 -10%
· Przewodzące prąd polimery połączone z fullerenem – sprawność ok. 3%

Rys.1 Układ poprawnie mierzonego prądu .

3

Tabele Pomiarowe :

1.Badanie kolektora bez obciążenia

Tabela pomiarowa

Lp.

Kąt nachylenia

U[V]

1

5

3,5

2

10

3,7

3

15

3,88

4

20

4

5

25

4,15

6

30

4,25

7

35

4,3

8

40

4,3

9

45

4,,25

10

50

4,1

11

55

3,9

12

60

3,6

Rys.2 Tabela pomiarowa

Ch-ka Kąt - f (U)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0

10

20

30

40

50

60

70

Kąt

U

[

V

]

Rys.3 Charakterystyka kąta w funkcji napięcia

4

2. Badanie kolektora z obciążeniem

Tabela pomiarowa dla kąta nachylenia 25

Kąt nachylenia 25
Rezystancja [ ]

Napięcie [V]

Prąd [mA]

Moc [W]

14

2,8

3,15

0,00882

0,8

2,6

3,5

0,0091

0,6

2,3

4,1

0,00943

0,4

1,8

4,7

0,00846

0,2

1,15

5,7

0,00656

0

0

7,4

0

Rys.4 Tabela pomiarowa dla kąta pochylenia 25

Ch-ka I = f(U)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

U [V]

I [

m

A]

Rys.5 Charakterystyka prądowo napięciowa

Ch-ka P = f (U)

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

U [V]

P

[

W

]

Rys.6 Charakterystyka mocy w funkcji napięcia

5

Tabela pomiarowa dla kąta nachylenia 30

Kąt nachylenia 30
Rezystancja [ ]

Napięcie [V]

Prąd [mA]

Moc [W]

14

2,85

3,2

0,00912

0,84

2,6

3,6

0,00936

0,64

2,3

4,1

0,00943

0,14

1,9

4,9

0,00931

0,2

1,2

6

0,0072

0

0

7,6

0

Rys.7 Tabela pomiarowa dla kąta pochylenia 30

Ch-ka I = f(U)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

U [V]

I [

m

A

]

Rys.8 Charakterystyka prądowo napięciowa

Ch-ka P = f (U)

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

U [V]

P

[

W

]

Rys.9 Charakterystyka mocy w funkcji napięcia

6

Tabela pomiarowa dla kąta nachylenia 35

Kąt nachylenia 35

Rezystancja [ ]

Napięcie [V]

Prąd [mA]

Moc [W]

14

2,9

3,3

0,00957

0,94

2,8

3,5

0,0098

0,84

2,7

3,7

0,00999

0,74

2,55

4

0,0102

0,6

2,35

4,2

0,00987

0,5

2,15

4,6

0,00989

0,4

1,9

5

0,0095

0,3

1,6

5,4

0,00864

0,2

1,2

6

0,0072

0,1

0,7

6,7

0,00469

0

0

7,6

0

Rys.10 Tabela pomiarowa dla kąta pochylenia 35

Ch-ka I=f(U)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U[V]

I [

m

A]

Rys.11 Charakterystyka prądowo napięciowa

Ch-ka P = f (U)

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U [V]

P

[W

]

Rys.12 Charakterystyka mocy w funkcji napięcia

7

Tabela pomiarowa dla kąta nachylenia 40

Kąt nachylenia 40

Rezystancja [ ]

Napięcie [V]

Prąd [mA]

Moc [W]

14

3

3,35

0,11055

0,8

2,75

3,8

0,11495

0,6

2,4

4,3

0,11352

0,4

1,95

5,1

0,1094

0,2

1,2

6,2

0,08184

0

0

7,2

0

Rys.13 Tabela pomiarowa dla kąta pochylenia 40

Ch-ka I = f(U)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U [V]

I [

m

A

]

Rys.14 Charakterystyka prądowo napięciowa

Ch-ka P = f (U)

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U [V]

P

[

W

]

Rys.15 Charakterystyka mocy w funkcji napięcia

8

Tabela pomiarowa dla kąta nachylenia 45

Kąt nachylenia 45

Rezystancja [ ]

Napięcie [V]

Prąd [mA]

Moc [W]

14

2,95

3,3

0,00974

0,84

2,7

3,7

0,00999

0,64

2,4

4,25

0,0102

0,44

1,9

5

0,0095

0,24

1,2

6,2

0,00744

0

0

7,9

0

Rys.16 Tabela pomiarowa dla kąta pochylenia 45

Ch-ka I = f(U)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U [V]

I [

m

A

]

Rys.17 Charakterystyka prądowo napięciowa

Ch-ka P = f (U)

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U [V]

P

[

W

]

Rys.18 Charakterystyka mocy w funkcji napięcia

9

Wnioski

Można zauważyć ze moc wydawana przez ogniwo jest zależna od natężenia światła, kąta
padania. Podczas badania ogniwa fotowoltaicznego zauważyliśmy ze dla naszego stanowiska
źródło wydawało najwięcej mocy przy kacie pochylenia równym 40 . Foto ogniwa mają
stosowanie przede wszystkim jako trwałe, o dużej niezawodności, źródła energii elektrycznej
w elektrowniach słonecznych, kalkulatorach, zegarkach, plecakach, sztucznych satelitach,
samochodach z napędem hybrydowym, a także w automatyce, jako czujniki
fotfotoelektryczne.ą również zastosowanie w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie
słoneczne jest dużo silniejsze. Wytwarzana przez nie energie nie powoduje emisji dwutlenku
węgla do atmosfery, przez co energie przez nie produkowana jest ekologiczna.