I B. EFEKT FOTOWOLTAICZNY. BATERIA SŁONECZNA



Podobne dokumenty
IV. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego

Badanie bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDCM)

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych.

ANALOGOWE UKŁADY SCALONE

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo fotowoltaiczne

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA 2006/2007 Zawody II stopnia

LABORATORIUM FOTONIKI

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI

Akademickie Centrum Czystej Energii. Fotoogniwo

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

OBWODY REZYSTANCYJNE NIELINIOWE

TF-Odnawialne źródła energii-wprowadzenie do ćwiczeń. Gry dydaktyczne- zastosowanie TIK

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

Tester pilotów 315/433/868 MHz

ĆWICZENIE NR 10. Pomiary w obwodach prądu stałego

tel/fax lub NIP Regon

HiTiN Sp. z o. o. Przekaźnik kontroli temperatury RTT 4/2 DTR Katowice, ul. Szopienicka 62 C tel/fax.: + 48 (32)

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

LXV OLIMPIADA FIZYCZNA ZAWODY III STOPNIA

CYFROWY MIERNIK REZYSTANCJI UZIEMIENIA KRT 1520 INSTRUKCJA OBSŁUGI

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

PODSTAWOWE ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Wyznaczenie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

DTR.ZL APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Tester pilotów 315/433/868 MHz MHz

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

Pomiar prędkości dźwięku w metalach

PX319. Driver LED 1x2A/48V INSTRUKCJA OBSŁUGI

FOTOMETRYCZNE PRAWO ODLEGŁOŚCI (O9)

Ć W I C Z E N I E N R O-10

Urządzenia do bezprzerwowego zasilania UPS CES GX RACK. 10 kva. Wersja U/CES_GXR_10.0/J/v01. Praca równoległa

CZUJNIKI OBECNOŚCI ARGUS OSZCZĘDZAJ ENERGIĘ Z CZUJNIKAMI OBECNOŚCI ARGUS

ANALIZA WIDMOWA (dla szkoły średniej) 1. Dane osobowe. 2. Podstawowe informacje BHP. 3. Opis stanowiska pomiarowego. 4. Procedura pomiarowa

Ćwiczenie 352. Badanie charakterystyk transformatora

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

2.Prawo zachowania masy

INSTRUKCJA OBSŁUGI ELEKTRONICZNY MIERNIK REZYSTANCJI UZIEMIENIA DT-5300B

WYKRYWANIE BŁĘDÓW W UKŁADACH OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ Z WYŁĄCZNIKAMI RÓŻNOCOWO PRĄDOWYMI

Wykonanie logo oraz napisów na elewacji wraz z montażem

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

II.5 Prędkość światła jako prędkość graniczna

Ć W I C Z E N I E 5. Częstotliwość graniczna

Załącznik Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia na CZĘŚĆ II

UCHWAŁA NR XXII/181/12 RADY GMINY BRANICE. z dnia 13 sierpnia 2012 r.

INSTRUKCJA MONTAŻU I OBSŁUGI BATERIE SERII SENSO

OŚWIETLENIE PRZESZKLONEJ KLATKI SCHODOWEJ

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

Wyznaczenie skuteczności świetlnej wybranych źródeł światła

Metrologia cieplna i przepływowa

1. MONITOR. a) UNIKAJ! b) WYSOKOŚĆ LINII OCZU

40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. ZADANIE TEORETYCZNE 2 CHŁODZENIE LASEROWE I MELASA OPTYCZNA

NAJWAŻNIEJSZE ZALETY LAMP DIODOWYCH

Dobór nastaw PID regulatorów LB-760A i LB-762

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci RWE Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

BADANIE WPŁYWU ODCHYLEŃ NAPIĘCIA NA PRACĘ ODBIORNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z zajęć technicznych (Zajęcia elektryczno-elektroniczne)

7. OPRACOWYWANIE DANYCH I PROWADZENIE OBLICZEŃ powtórka

BADANIE WŁASNOŚCI FAL ELEKTOMAGNETYCZNYCH

Ć W I C Z E N I E N R C-6

Transformator Elektroniczny do LED 0W-40W Współpracuje z inteligentnymi ściemniaczami oświetlenia. Instrukcja. Model: TE40W-DIMM-LED-IP64

Wzmacniacze. Rozdzia Wzmacniacz m.cz

ANALIZA OBWODÓW RZĘDU ZEROWEGO PROSTE I SIECIOWE METODY ANALIZY OBWODÓW

TEST POPPELREUTERA DIAGNOZA ZABURZEŃ ZMYSŁU RÓWNOWAGI

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 4 PRZETWORNIKI AC/CA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

INFORMATOR TECHNICZNY. Pierwsze uruchomienie przemiennika częstotliwości Astraada Drive UWAGA!

Pomiar prądów ziemnozwarciowych W celu wprowadzenia ewentualnych korekt nastaw zabezpieczeń. ziemnozwarciowych.

PERSON Kraków

Energooszczędne oświetlenie. Maciej Lewandowski Członek Polskiego Komitetu Oświetleniowego, THORN

1.2. Zakres stosowania z podaniem ograniczeń Badaniu nośności można poddać każdy pal, który spełnia wymogi normy PN-83/B

Montaż oświetlenia punktowego w sufitach. podwieszanych

Skraplanie gazów metodą Joule-Thomsona. Wyznaczenie podstawowych parametrów procesu. Podstawy Kriotechniki. Laboratorium

TESTER LX 9024 (SYSTEM ALARMOWY IMPULSOWY) INSTRUKCJA OBSŁUGI

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 4

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

Oświetlenie miejskie Białegostoku

Przekaźniki czasowe H/44. Przekaźniki czasowe. Przekaźnik czasowy opóźnienie załączania EN 61810

ROZPORZÑDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 25 wrzeênia 2007 r.

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów województwa lubuskiego 23 marca 2012 r. zawody III stopnia (finałowe)

Politechnika Białostocka

8. Zginanie ukośne. 8.1 Podstawowe wiadomości

Type ETO2 Controller for ice and snow melting

INSTRUKCJA OBSŁUGI AUTOMATYCZNEJ PRZYŁBICY SPAWALNICZEJ

FUNDUSZE EUROPEJSKIE DLA ROZWOJU REGIONU ŁÓDZKIEGO

Innowacyjna gospodarka elektroenergetyczna gminy Gierałtowice

SPEKTROSKOPIA LASEROWA

Badania radiograficzne rentgenowskie złączy spawanych o różnych grubościach według PN-EN 1435.

Ć W I C Z E N I E N R O-9

(13) B1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJ CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 201

Optyka geometryczna i falowa

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

Opis Przedmiotu Zamówienia

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

Badanie własności prądnic tachometrycznych. Prądnica indukcyjna dwufazowa, prądnica magnetoelektryczna.

PRZETWORNIK NAPIĘCIE - CZĘSTOTLIWOŚĆ W UKŁADZIE ILORAZOWYM

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

Transkrypt:

1 OPTOELEKTRONKA B. EFEKT FOTOWOLTACZNY. BATERA SŁONECZNA Cel ćwiczenia: 1.Zbadanie zależności otoprądu zwarcia i otonapięcia zwarcia od natężenia oświetlenia. 2. Wyznaczenie sprawności energetycznej baterii słonecznej. Opis stanowiska: 1.Autotransormator. 2.Zasilacz halogenowy ZH100. 3.Źródło światła - lampa halogenowa LH100. 4.Badana bateria słoneczna o powierzchni światłoczułej 85 mm 2 i powierzchni przedniej 100mm 2. 5.Fotodioda BPDP o czułości 0.04 A/W i średniej powierzchni światłoczułej 5.8 mm 2. Fotodioda ta służy do pomiaru natężenia oświetlenia padającego na baterię słoneczną promieniowania (promieniowanie ze źródła LH100 pada jednocześnie na kalibrowaną diodę BPDP i badaną baterię słoneczną). 6. METEX - miernik służący do pomiaru prądu otodiody BPDP 35. 7.METEX mierniki cyrowe do pomiaru prądu płynącego przez baterię oraz napięcia na baterii. Mierniki współpracują z komputerem umożliwiającym akwizycję danych pomiarowych. 8.Rezystor dekadowy.

2 OPTOELEKTRONKA Przebieg ćwiczenia: 1. Połączyć układ wg schematu przedstawionego na rys. 1. Rys.1. 2. Wyznaczenie oporności różniczkowej upływu baterii słonecznej. Po sprawdzeniu układu przez prowadzącego zmierzyć charakterystykę prądowonapięciową nieoświetlonej baterii słonecznej w zakresie napięć od 10mV do +10mV. Ten pomiar lepiej jest wykonać bez użycia komputera. 3. Zmierzyć charakterystykę prądowo-napięciową nieoświetlonej i oświetlonej baterii w zakresie : do 15mA w kierunku przewodzenia i do 2V w kierunku zaporowym. Oświetlenie dobrać tak, aby prąd otodiody BPDP 35 wynosił około 20 A, przy odległości między źródłem światła a baterią rzędu 30 cm. Należy zwrócić uwagę, że optymalne oświetlenie baterii nie jest jednoznaczne z optymalnym oświetleniem otodiody. Dlatego w celu wyznaczenia prawidłowej wartości prądu otodiody, należy ją ustawić tak aby była na tej samej wysokości co bateria podczas pomiaru charakterystyki przy oświetleniu. 4.Zmierzyć zależności : a) prądu zwarcia sc = (E) ( E-natężenie oświetlenia), tzn. prądu płynącego przez baterią przy zerowej polaryzacji; b) napięcia rozwarcia U oc = (E) przy braku prądu płynącego przez baterię. Ponieważ natężenia oświetlenia mierzy się przy pomocy otodiody, to przy każdym pomiarze należy odczytać również jej prąd. Obydwie charakterystyki: sc = (E) i U oc = (E) zmierzyć w zakresie prądów otodiody BPDP 35 od 0 do 30 A. Ten pomiar można wykonać przy pomocy komputera. mierząc charakterystyki prądowo-napięciowe dla różnych

3 OPTOELEKTRONKA natężeń oświetlenia baterii w węższym zakresie prądów przewodzenia do ok.0.2ma i w kierunku zaporowym do ok. 0.2V. w kierunku 5.Połączyć układ wg schematu przedstawionego na rys. 2. Na opornicy dekadowej ustawić wartość rezystancji ok. 1k a następnie dopiero podłączyć baterię. Zmierzyć zależność mocy wydzielanej na rezystancji obciążenia od wartości tej rezystancji przy stałym natężeniu oświetlenia ( tj. przy prądzie otodiody ~ 20 A ). 6. Powtórzyć pomiar taki jak w pp.3 dla drugiego ogniwa. Opracowanie wyników: Rys. 2 1.Na podstawie pomiarów charakterystyki prądowo-napięciowej nieoświetlonej baterii słonecznej wyznaczyć jej rezystancję różniczkową upływu korzystając ze wzoru (1). 2. Wyznaczyć rezystancję szeregową baterii: - Na podstawie pomiarów wykonanych w pp.3. Korzysta się wówczas również ze wzoru (1), ale wyznacza się przyrosty prądu i napięcia przy dużym napięciu w kierunku przewodzenia, w zakresie prostoliniowym charakterystyki -V, w którym prąd płynący przez diodę jest ograniczony jedynie właśnie opornością szeregową (patrz : nstrukcja do ćwiczenia V) - Korzystając z pomiarów charakterystyk -V przy kilku różnych oświetleniach. Na każdej charakterystyce zaznacza się punkt odpowiadający wartości prądu zwarcia powiększonemu o pewną stałą wartość a następnie łączy się te punkty linia prostą. Odwrotność bezwzględnej wartości współczynnika kierunkowego tej prostej jest szukaną opornością szeregową (wzór (9)). - Wyznaczyć współczynnik idealności baterii (patrz : nstrukcja do ćwiczenia V)

4 OPTOELEKTRONKA 3. Narysować charakterystykę -V dla oświetlonej baterii w układzie = (+V) dla maksymalnego oświetlenia - Zaznaczyć prąd zwarcia i napięcie rozwarcia. - Wyznaczyć rezystancję różniczkową upływu korzystając ze wzoru (2). - Wyznaczyć współczynnik wypełnienia FF korzystając ze wzoru (3). 4.Wykreślić zależność otoprądu zwarcia i otonapięcia rozwarcia badanej baterii słonecznej od natężenia oświetlenia. Natężenie oświetlenia wyznaczyć ze wzoru (7). 5.Wykreślić zależność mocy wydzielającej się na rezystancji obciążenia od rezystancji obciążenia. - Znaleźć rezystancję, dla której wydzielana moc jest maksymalna i zaznaczyć odpowiadający jej punkt na ch-ce -V baterii. - Znając wyznaczony uprzednio współczynnik wypełnienia obliczyć sprawność energetyczną baterii (wzór (8)). 6.Przedyskutować otrzymane wyniki i porównać je z danymi literaturowymi dla ogniw krzemowych i innych (wykład (7)).W szczególności : - sprawdzić, czy zależność prądu zwarcia sc i napięcia rozwarcia U oc od oświetlenia są zgodne z przewidywaniami teoretycznymi ( wykład 7); - sprawdzić, czy punkt przegięcia na charakterystyce -V odpowiada mocy maksymalnej wyznaczonej w pp. 4; Literatura: Z.M. Jarzębski : Energia słoneczna Wykład 6 i 7 Źródła i detektory WZORY KONECZNE DO WYKONANA SPRAWOZDANA 1. R- rezystancja różniczkowa (oporność upływu) złącza półprzewodnikowego. lub - dla baterii: 2.Współczynnik wypełnienia 1 1 d R du U U 0 U 0 U sc (1) oc R (2)

5 OPTOELEKTRONKA FF = (3) m. i U m. prąd i napięcie odpowiadające punktowi przegięcia na charakterystyce -U; sc i U sc prąd zwarcia i napięcie rozwarcia. 3. Sprawność energetyczna baterii J mu m Acb 100[%] (4) A E gdzie A cb powierzchnia czynna baterii; A pb - powierzchnia przednia baterii; E natężenie oświetlenia baterii [W/m 2 ]; J m. gęstość prądu (odpowiadającemu punktowi przegięcia na charakterystyce -U) płynącego przez baterię [A/m 2 ]. (J m A cb = m ) 4. Natężenie oświetlania baterii mierzy się przy pomocy kalibrowanej otodiody o znanej czułości prądowej S. Jeśli bateria i otodioda są ustawione w tej samej odległości od źródła i otodioda jest oświetlona w takim samym stopniu co bateria to natężenia oświetlenia obydwu są takie same i spełniają równość: E pb b (5) A Acb m sc U U m sc gdzie i b to strumienie promieniowania padające odpowiednio na otodiodę i na baterię. Z drugiej strony strumień promieniowania padający na otodiodę można wyznaczyć znając jej czułość napięciową: / S (6) gdzie jest prądem płynącym przez otodiodę. Po podstawieniu wzoru (6) do wzoru (5) otrzymuje się wzór na natężenie oświetlenia baterii w postaci: E AS (7) Po podstawieniu tego wzoru do wzoru (4) otrzymuje się ostatecznie: JmU macb A S mu ms A 100[%] 100[%] A A (8) pb pb 5. Wyznaczenie oporności szeregowej baterii słonecznej. W przypadku baterii słonecznej istnieje możliwość wyznaczenia oporności szeregowej przy wykorzystaniu charakterystyk prądowo - napięciowych zmierzonych przy różnych

6 OPTOELEKTRONKA oświetleniach. Różnemu oświetleniu odpowiadają różne wartości prądów zwarcia (rys. 3). Na charakterystykach -V zaznacza się punkty które odpowiadają wartościom prądu zwarcia pomniejszonemu o pewną stałą wartość : 1 sc1 oraz 2 sc2. Następnie oporność szeregową wyznacza się z zależności: r s V V V V 1 2 1 2 (9) 2 1 sc2 sc1 Rys. 3. Pytania kontrolne 1. Model pasmowy ciał stałych. 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane. 3. Złącze p-n. Charakterystyka prądowo-napięciowa dla złącza idealnego i rzeczywistego. 4. Eekt otowoltaiczny. 5. Zasada działania i parametry charakteryzujące baterię słoneczną..