background image

 

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 

 

background image

 

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 . 

 
 
 
 

background image

 

Tabele Pomiarowe : 
 
 

 

1.Badanie kolektora bez obciążenia  
 
 

Tabela pomiarowa 

 

Lp. 

Kąt nachylenia  

U[V] 

5  

3,5 

10  

3,7 

15  

3,88 

20  

25  

4,15 

30  

4,25 

35  

4,3 

40  

4,3 

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 

 
 
 
 
 
 
 

background image

 

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 

7,4 

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 

 
 
 
 

background image

 

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 

0,0072 

7,6 

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 

 
 

background image

 

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 

0,0102 

0,6 

2,35 

4,2 

0,00987 

0,5 

2,15 

4,6 

0,00989 

0,4 

1,9 

0,0095 

0,3 

1,6 

5,4 

0,00864 

0,2 

1,2 

0,0072 

0,1 

0,7 

6,7 

0,00469 

7,6 

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 

background image

 

Tabela pomiarowa dla kąta nachylenia 40  

 

Kąt nachylenia 40  

Rezystancja [ ] 

Napięcie [V] 

Prąd [mA] 

Moc [W] 

14 

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 

7,2 

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 

 
 
 
 
 
 
 

background image

 

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 

0,0095 

0,24 

1,2 

6,2 

0,00744 

7,9 

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 

background image

 

 

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.