Struktura

Přeměna tepelné a světelné energie na elektrickou

Pokus: Měření parametrů slunečního článku

Úkol: Změřit výkon P solárních článků v závislosti na úhlu natočení solárních článků vzhledem ke zdroji světla.

Pomůcky: voltmetr, ampérmetr, žárovka nebo reflektor, solární panel, senzor intenzity osvětlení, úhloměr

Provedení: 

  • Voltmetr, ampérmetr a luxmetr zapojíme do konektorů.
  • Luxmetr umístíme vedle solárních panelů – bude měřit hodnotu osvětlení E solárních článků. K solárním panelům připojíme voltmetr a ampérmetr.
  • Připojíme senzory k PC.
  • Výkon stanovíme buď pomocí dvou výstupů ze solárního panelu – součinu hodnot proudu udávaného ampérmetrem a napětí udávaného voltmetrem, nebo přímo v měřícím programu s korekcí výsledné hodnoty výkonu na velikost jednotky miliwatt (mW).
  • Přizpůsobíme prostředí pro vstup úhlu a jednotek (stupně).
  • Na ose x zvolíme Úhel (°) a na ose y Výkon (mW).
  • Zahájíme experiment sběrem dat ze senzorů.
  • Žárovku umístíme v blízkosti solárních článků. Nepohybujeme s ní. Solární panely jsou nastavené kolmo ke směru šíření světla ze žárovky.
  • Zachováme hodnoty měření a vložíme hodnotu úhlu 0°.
  • Natočíme solární panel o 10° od směru šíření světla. Využijeme úhloměr. Použijeme hodnotu úhlu 10°.
  • Opakujeme postup pro další hodnoty úhlů 20°, 30°, … , 90°.

 

Otázka: Jaké bude měření výkonu solárního článku osvětleného Sluncem?

Závěr: Pokles výkonu solárního panelu je patrný jak při horizontálním, tak při vertikálním naklonění. Ideální je kolmý dopad paprsků přímo na solární panel. Výkon klesá při naklánění panelu přibližně lineárně. Výkon solárního panelu osvětleného sluncem závisí na meteorologických podmínkách. Problémem měření bude udržování konstantního napětí na svorkách fotovoltaického panelu.

Z uvedeného měření vyplývá, že pro výkon fotovoltaických systémů jsou důležitá zařízení pro pozicování solárních panelů vůči zdroji světelného záření – Slunci.

Zdroje

Obrázky

Obr. 1:  TURNER, Oren Jack. www.wikipedia.org [online]. [cit.20.1.2015]. Dostupné na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Albert_Einstein_Head.jpg

 

Názvosloví

Fotodiodám s velkou plochou přechodu se říká sluneční články. Sluneční články se zapojují do série a paralelně, tvoří pak sluneční baterie. Výkon v soustavě s elektrickým proudem vypočítáme jako součin výstupního proudu a napětí z našeho solárního panelu.

Úkol

V současné době je velmi nadějným odvětvím alternativní výroby elektrické energie tzv. termofotovoltaika. Zkuste zjistit, co se pod tímto názvem skrývá.

Osobnosti

Obr. 1: Albert Einstein

Známý fyzik Albert Einstein získal Nobelovu cenu za teorii vysvětlující fotoelektrický jev (nebo též fotoefekt), jehož praktickým využitím je právě výroba fotočlánků a přímá přeměna světelné energie na elektrickou.

Více o Albertu Einsteinovi si můžete přečíst zde (Wikipedie).

Více o fotoelektrickém jevu si můžete přečíst zde (Wikipedie).

Logolink