Marcin Goszczyński 17.03.1999

nr 78534

środa godz:11¹⁵

t. nieparzysty

KONWERSJA ENERGII - OGNIWO FOTOWOLTAICZNE

Cel ćwiczenia

Określenie metodą doświadczalną sprawności fotoogniwa, dla różnych intensywności nasłonecznienia. Pomiar polegał na określeniu prądu i napięcia przy zmianie rezystancji obciążenia, dla różnych odległości źródła promieniowania.

Schemat stanowiska

Tabela pomiarowa

l = 1,1 m l = 0,75 m l = 0,5 m l = 0,3 m

R [ Ω ]	U [ V ]	I [ A ]		U [ V ]	I [ A ]		U [ V ]	I [ A ]		U [ V ]	I [ A ]
0 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000	0,00 0,75 1,85 3,66 7,20 14,90 17,40 18,00 18,30 18,30 18,40 18,40 18,40	0,37 0,37 0,37 0,36 0,36 0,29 0,27 0,09 0,03 0,02 0,01 0,00 0,00		0,00 1,22 3,00 5,90 11,34 17,30 18,15 18,47 18,63 18,66 18,67 18,67 18,67	0,61 0,60 0,60 0,59 0,56 0,34 0,18 0,09 0,04 0,02 0,01 0,00 0,00		0,01 1,94 4,87 9,40 15,90 18,03 18,43 18,62 18,71 18,69 18,65 18,65 18,65	1,00 0,99 0,97 0,94 0,79 0,36 0,18 0,09 0,04 0,02 0,01 0,00 0,00		0,01 2,80 6,84 12,66 16,64 17,74 17,98 18,05 18,01 17,96 17,84 17,75 17,71	1,43 1,41 1,37 1,26 0,83 0,35 0,18 0,09 0,03 0,02 0,01 0,00 0,00

Obliczenia

Maksymalna moc ogniwa obliczona za pomocą charakterystyk I=f(U).

1 l = 1,10 m P_og = U * I = 14,5 * 0,30 = 4,35 W

2 l = 0,75 m Pog = U * I = 15,0 * 0,55 = 8,25 W

3 l = 0,50 m Pog = U * I = 15,0 * 0,85 = 12,75 W

4 l = 0,30 m Pog = U * I = 14,4 * 1,175 = 16,90 W

Współczynnik wypełnienia

I₁, U₁ - wartości prądu i napięcia dla maksymalnej mocy

I_O - maksymalny prąd dla napięcia równego zero

U_O - maksymalne napięcie dla prądu równego zero

1 l = 1,10 m

2 l = 0,75 m

3 l = 0,50 m

4 l = 0,30 m

Sprawność ogniwa

J_e - intensywność nasłonecznienia

A - powierzchnia ogniwa 0,18 m²

1) dla przyjętej liniowej zależności intensywności nasłonecznienia ogniwa od odległości

1 l = 1,10 m J_e = 0,3375 kW/m² η = 7,16 %

2 l = 0,75 m Je = 0,6250 kW/m2 η = 7,3 %

3 l = 0,50 m Je = 0,8125 kW/m2 η = 8,7 %

4 l = 0,30 m J_e = 1,0 kW/m² η = 9,4 %

2) dla przyjętej kwadratowej zależności intensywności nasłonecznienia ogniwa od odległości

1 l = 1,10 m J_e = 0,4375 kW/m² η = 5,5 %

2 l = 0,75 m Je = 0,60 kW/m2 η = 7,6 %

3 l = 0,50 m Je = 0,75 kW/m2 η = 9,3 %

4 l = 0,30 m J_e = 1,0 kW/m² η = 9,4 %

Wnioski

Najwyższa sprawność ogniwa dla intensywności nasłonecznienia Je = 1,0 kW/m2 (odległość l = 0,3 m ) wyniosła η = 9,4 %. Wraz ze wzrostem odległości wzajemnej źródła światła i ogniwa oraz spadkiem intensywności nasłonecznienia, sprawność ogniwa maleje. Moc ogniwa zależy od intensywności nasłonecznienia i wraz z nią rośnie.

---