fotoogniwo

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA

W CHEŁMIE

Instytut Nauk Technicznych i Lotnictwa

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Prowadzący: dr inż. Czesław Kozak

Miejsce wykonania ćwiczenia:

POLITECHNIKA LUBELSKA

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Katedra Urządzeń Elektrycznych i TWN

Kierunek:

Elektrotechnika

II rok IV semestr

Temat ćwiczenia:

Badanie elementów słonecznych

- fotoogniwo krzemowe

Imię i nazwisko:

Piotr Dyjak

Katarzyna Kowalczyk

Jarosław Niemiec

Grupa A

Zespół I

Rok akademicki

2012/2013

  1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania i właściwości oraz niektórych metod badania elementów słonecznych, których podstawą konstrukcyjną jest półprzewodnikowe złącze p – n.

Przedmiotem badań ćwiczenia laboratoryjnego jest krzemowa bateria słoneczna (fotoogniwo) stosowana jako źródło zasilania urządzeń elektronicznych, których przykładem może być kalkulator, zegarek itp. Bateria ma kształt prostokąta o wymiarach 1x2,5 cm, a więc jej ppwierzchnia światłoczuła wynosi 2,5 cm².

  1. Układ pomiarowy

Rys.1. Schemat układu pomiarowego dla pomiaru prądu zwarcia i napięcia jałowego fotoogniwa

Rys. 2. Schemat układu pomiarowego dla pomiaru charakterystyk prądowo napięciowych fotoogniwa

  1. Pomiar prądu zwarcia i napięcia jałowego fotooogniwa

Tabela 1. Wyniki pomiarów

Lp. Uz EΦ ISC UOC
[V] [lx] [mA] [V]
1. 0,0 0,0 0,00 0,00
2. 2,0 7,3 0,0015 0,51
3. 3,0 69,0 0,017 0,97
4. 4,0 280,0 0,080 1,74
5. 4,5 436,0 0,123 1,86
6. 5,0 720,0 0,196 1,96
7. 5,5 1115,0 0,310 2,00
8. 6,0 1520,0 0,440 2,07
9. 7,0 2700,0 0,800 2,13
10. 8,0 4670,0 1,350 2,20
11. 9,0 7300,0 2,100 2,22
12. 10,0 10180,0 3,050 2,22
13. 11,0 14250,0 4,250 2,29
14. 12,0 19000,0 6,700 2,30
  1. Pomiar charakterystyk prądowo – napięciowych fotoogniwa

Tabela 2. Wyniki pomiarów

Lp.

Uz1 = 8 V

EΦ1 = 4670

Uz1 = 9 V

EΦ2 = 7300

Uz1 = 11 V

EΦ3 = 14250

Uz1 = 12 V

EΦ4 = 19000

Rd I1 U1 Rd
[Ω] [mA] [V] [Ω]
1. 0 1,4 0 0
2. 10 1,36 0,015 10
3. 20 1,35 0,030 20
4. 30 1,33 0,040 30
5. 40 1,41 0,060 40
6. 50 1,40 0,070 50
7. 60 1,39 0,085 60
8. 80 1,35 0,110 80
9. 100 1,37 0,140 100
10. 120 1,35 0,160 120
11. 150 1,35 0,200 150
12. 200 1,34 0,270 200
13. 300 1,30 0,390 300
14. 400 1,30 0,520 400
15. 500 1,30 0,640 500
16. 700 1,23 0,860 700
17. 1000 1,16 1,150 1000
18. 1500 1,00 1,500 1500
19. 2000 0,85 1,700 2000
20. 4000 0,50 2,000 4000
21. 6000 0,34 2,000 6000
22. 8000 0.26 2,100 8000
23. 10000 0,20 2,100 10000

Oznaczenia:

Rd – rezystancja obciążenia w obwodzie pomiarowym

I1 – prąd płynący przez rezystancje obciążenia

U1 – spadek napięcia na rezystancji obciążenia

  1. Tabela wyników (obliczenia)

Tabela 3. Wyniki obliczeń

Lp. EΦ1 = 4670 EΦ2 = 7300 EΦ3 = 14250 EΦ4 = 19000
Rd P1 Rd P2 Rd P3 Rd P1
[Ω] [mW] [Ω] [mW] [Ω] [mW] [Ω] [mW]
1. 0 0 0 0
2. 10 0,02 10 0,04
3. 20 0,04 20 0,08
4. 30 0,05 30 0,14
5. 40 0,08 40 0,18
6. 50 0,1 50 0,21
7. 60 0,12 60 0,27
8. 80 0,15 80 0,34
9. 100 0,19 100 0,4
10. 120 0,22 120 0,5
11. 150 0,27 150 0,6
12. 200 0,36 200 0,8
13. 300 0,51 300 1,2
14. 400 0,68 400 1,52
15. 500 0,83 500 1,71
16. 700 1,06 700 2,1
17. 1000 1,33 1000 2,5
18. 1500 1,5 1500 2,16
19. 2000 1,45 2000 1,95
20. 4000 1 4000 1
21. 6000 0,68 6000 0,74
22. 8000 0,55 8000 0,57
23. 10000 0,42 10000 0,42

Przykładowe obliczenia:

Wiersz 15 w tabeli


P = UI

P1=1,30·0,640=0,83 mW

P3max=3,1·1,6=4,96 mW

  1. Wykresy

Charakterystyki prądu zwarcia i napięcia jałowego fotooogniwa

Rys. 3. Charakterystyka ISC = f(EΦ)

Rys. 4. Charakterystyka UOC = f(EΦ)

Rys. 5. Charakterystyki prądowo – napięciowe fotoogniwa I = f(U)

z wyznaczonym punktem mocy maksymalnej Pmax i wartością optymalną rezystancji obciążenia Ropt

Rys. 6. Zależność mocy od rezystancji obciążenia: P = f(Rd) dla każdej wartości natężenia światła

na podstawie charakterystyki prądowo – napięciowej fotoogniwa (Rys. 5.)

  1. Wnioski

Uzyskane wyniki zbliżone są do modelu teoretycznego. Z charakterystyk wynika, że maksymalna moc wydzieli się w momencie kiedy fotoogniwo zmienia się ze źródła prądowego w źródło napięciowe. Warunkowane jest to tym, że fotoogniwo ma bardzo mała rezystancję wewnętrzną, wobec generuje duży prąd fotoelektryczny. Wraz ze wzrostem rezystancji obciążenia wzrasta napięcie fotoelektryczne i maleje prąd. W stanie dopasowania moc jest największa.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Sprawozdanie!?danie fotoogniwa
Charakterystyka fotoogniwa
fotoogniwa nowe2, ---ELEKTROWNIA WIATROWA---, fotowoltaika
147 Fotoogniwo zasada działania
fotoogniwa, PWr W9 Energetyka stopień inż, VII Semestr, EGZAMIN DYPLOMOWY, Stare opracowania, Egz. d
148 fotoogniwo
Cw.47-Charakterystyka fotoogniwa1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, s
fizyka badanie fotoogniwa P66X2CNH5PRPFTUWH4O3TWOGGD2TBZJZOX2PNGA
Fotodioda i fotoogniwo
FIZ-47, 1.Cel ˙wiczenia: Wyznaczenie charakterystyki o˙wietleniowej fotoogniwa oraz zbadanie
147 Fotoogniwo zasada działania
F3 fotoogniwa
Cw.47-Charakterystyka fotoogniwa2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, s
Badanie fotoogniwat
cwiczenie 6 dodatek A fotoogniwa
Wyznaczenie natężenia oświetlenia E w zależności od odległości r źródła światła od fotoogniwa dla ką

więcej podobnych podstron