Science fair projesi için güneş panellerinin üretiminin ölçülmesi


11

7. sınıftayım ve farklı güneş paneli dizileri kullanarak bir science fair projesi yapıyorum. 6 mini panel bağlı 3 farklı konfigürasyonum var. Her konfigürasyon için, tüm pozitif kabloları ve tüm negatif kabloları bağladım. Gerilim ve amperi ölçmek için bir multimetre kullanıyorum. Amper çarpı voltajı çarptığımda, bu bana üç konfigürasyonun her biri için çıkışın doğru bir göstergesini verir mi? Yardımınız için şimdiden teşekkürler!


1
Yalnızca yorum: Dizideki tüm PV hücreleriyle genellikle daha kullanışlı çıktı elde edersiniz. Vmax / hücre tam güneşte yaklaşık 0.5V-0.6V yüklüdür. N hücre girişleri ile ~ = N / 2 Volt elde edersiniz - motorlar, LED'ler, ampuller için ... daha yararlıdır, hücre panelleri eklendikçe artan mA'larda 0.5V'den daha fazladır. | Yüklenen tam güneş Vout'un yaklaşık% 10'unda sabit yük için makul sabit ANCAK, Iout ~ = ışık seviyesine orantılı olarak değişir.
Russell McMahon

Yanıtlar:


15

Ne yazık ki, o kadar kolay değil.

Bir hücreye farklı yükler bağlarsanız, yükten geçen voltaj ve akım (tabii ki) farklı olacaktır. Tüm bu akım ve voltaj noktalarının bir eğrisini çizerseniz, bu resimde mor olana benzeyecektir:

resim açıklamasını buraya girin

Gerilimi bir multimetre (başka hiçbir yük bağlı değil) ile ölçerseniz, içinden akım akmaz ve Vmax alırsınız.
Sadece akımı ölçerseniz, kısa devre yaparsınız, böylece voltaj olmaz. Bu şekilde, Imax'i ölçersiniz.

Şimdi, sadece Vmax ve Imax'ı çarpmak açık mavi dikdörtgeni veriyor (kısmen sarı olanla örtüşüyor). Ancak bu doğru bir değer değildir çünkü söylendiği gibi Vmax'daki akım sıfırdır ve güç de öyle!

Ölçümlerinizi yüklerle alır ve (voltaj * akım) ile voltaj arasındaki bir eğri çizerseniz, yeşil eğri elde edilir. Hangi voltajın hücre tarafından hangi voltajda verildiğini gösterir. Maksimumun olduğunu açıkça görebilirsiniz ve buna göre güç sarı dikdörtgendir.

Bu nedenle, sarı dikdörtgen, Vmax * Imax ile hesapladığınızdan çok daha küçük olan gerçek maksimum gücü gösterir.

Sanırım tüm hücre konfigürasyonlarınız için Vmax ve Imax'i ölçebilirsiniz ve hangisine en fazla gücü veren bir ipucu veriyor. Ancak, birkaç farklı direnç uygulamak ve bu voltaj ve akım ölçümüne de ilginç olabilir.


DÜZENLE:

Projeniz için, aşağıdaki gibi görünen bir potansiyometre kullanabilirsiniz: resim açıklamasını buraya girin

Düğmeyi çevirerek, dış ve orta terminalden biri arasındaki direnci değiştirebilirsiniz. Biri voltajları ölçmek ve diğeri akımları ölçmek için iki multimetreye sahip olmak en iyisidir. Dış terminallerden birini bağlı bırakmadan şöyle bağlayın:

şematik

bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik

ve düğmeyi biraz çevirebilir, akımı bir voltaj okuyabilir ve benimkine benzer eğriler oluşturmak için bir excel sayfasına girebilirsiniz.

Potansiyometre, hücrelerinizin verebileceği maksimum gücü işleyebilmelidir; bu, Imax * Vmax (hücre başına) ile tahmin edilebilir. Hangi direnci önereceğimden de emin değilim, düşük ve yüksek yüklerle ölçmek için 100kOhm ila 1MOhm aralığında bir tane, 1-10kOhm aralığında bir tane olmak üzere iki tane kullanmanız gerekebilir. Belki de öğretmen gibi bu şeyleri soracak biri var mı?

Daha fazla ölçebileceğinize inanıyor (bir hücre ile):

  • Çeşitli ışık seviyeleri
  • Doğrudan güneş ışığında hücre ve bir pencereden doğrudan güneş ışığı
  • Sıcak ve soğuk hücre

Diğer cevapta söylendiği gibi: O yaşta bu şeylerle ilgilendiğinizi duymak gerçekten güzel ve devam etmenizi gerçekten teşvik ediyorum. Sonuçlarınızı bize daha sonra gösterebilir misiniz?


1
Bu biraz başımın üstünde olabilir, grafikteki noktalar çeşitli dirençlerle ölçüm yapmaktan mıydı? Her diziye aynı yükü eklersem, üç farklı diziyi tek bir yük kullanarak doğru şekilde karşılaştırabilir miyim? Yoksa çeşitli dirençler kullanmam ve her dizi için yukarıda gösterildiği gibi eğri oluşturmam gerekir mi? Hangisinin en fazla enerjiyi sağlayacağını karşılaştırmaya çalışıyorum. Farklı dirençlerin kullanılmasının bunu nasıl değiştireceğinden emin değilim, çünkü bunların hepsi hasat edilen enerji miktarıyla orantılı olmaz mı?
dm4726

1
Cevabımı yeni açtım. İşte bir örnek: Bir pil 1.5V'a sahiptir. 1kOhm'a bağlayın ve 1.5mA olsun. İki pili paralel takın ve yine de 1.5V ve 1.5mA alırsınız. Güç değişmez. Güneş pilleri biraz farklı davranır, ancak bu durumda benzerdir. Ve evet, birçok farklı dirence ihtiyacınız olacak ve bu eğrileri oluşturmak için her (ve her set için) bir ölçüm yapacaksınız. Bu nedenle Potis'i kullanmam için önerim. 0 ile belirli bir maks. değer.
sweber

1
bu iyi bir cevaptır, ancak küçük potansiyometrelerin bir yük olarak kullanılması, güneş panellerinin en küçükleri hariç sorunlu olacaktır. Çoğu "tencere", birkaç watt için iyi olan pahalı telli versiyonları satın almadığınız sürece, en fazla yaklaşık 0,1 W dağılabilir. Daha da kötüsü, pot küçük bir dirence ayarlandığında, güç dirençli yolunun sadece küçük bir kısmında dağıtılır, örneğin 1 ohm'a ayarlanmış 10 ohm 1W'lik bir potunuz varsa, en fazla dağıtabileceğiniz 0,1 W çünkü potun sadece% 10'unu kullanıyorsunuz!
William Brodie-Tyrrell

1
Bir pot kullanmak yerine, "doğru" cevap bir test yükü kullanmaktır, örneğin "Re: load" için google ve nispeten uygun fiyatlı seçenekler için "Re: load Pro".
William Brodie-Tyrrell

1
@ dm4726: Gerilim su borularındaki basınç gibidir, akım akış gibidir. Akışı (akımı) ölçmek için, tüm suyun ölçüm cihazınızdan geçmesi gerekir ve suya sürükleme uygulamamalıdır. (Bu akışı azaltacaktır). Basınç dışarıdan ölçülür ve cihazdan akış olmamalıdır. (Bu baskıyı azaltacaktır)
sweber

1

panellerinizin seri ve sonra paralel olabileceğini unutmayın.

Ben senin kurulum var gibi "paralel" olarak kabul düşünüyorum.

sadece benim 2 sent değer.

7. sınıftaki birisinin aslında akıllı olmaya ve bilim hakkında bilgi edinmeye çalıştığını görmekten memnunum. tekrar tekrar yapmak zorunda olsaydım, her ileri sınıf (matematik, fen, ingilizce, vb ...) alacaktı daha kötü ne olabilir? sen öğren ?


Teşekkür ederim! Paralelin amper ve serilerin volt artacağını okudum ... Bence. Bu doğru mu? Sizce bu deney için hangisi daha iyi çalışır?
dm4726

@ dm4726 Denemeniz için daha iyi veya daha kötü çalışacağını düşünmüyorum, ancak aslında, seri veya paralel olarak daha fazla TOPLAM güç elde edip edemeyeceğinizi gördüğünüz deneysel bir değişken ekleyebilirsiniz. Daha sonra, geçici gölgeler varsa veya farklı ışık,
vb.Gibi

1

Hangisinin en ilginç sonuçları verdiğini görmek için 6 panel için makul sayıda seri ve paralel kombinasyonunu denemek isteyebilirsiniz (cevaptan şaşırabilirsiniz). Seçenekler:

  1. Paralel olarak 6 (tüm kırmızılar birlikte ve tüm siyahlar birlikte)
    (++++++) (------)
    + 1-
    + 2-
    + 3-
    + 4-
    + 5-
    + 6-
    / \
  2. 6 seri (Bir kırmızı bir siyaha bağlı, tek bir kırmızı ve siyah sol test için bağlı değil)
    + (+ -) (+ -) (+ -) (+ -) (+ -) -
    + 1- + 2- + 3- + 4 + 5 + 6
  3. Paralel olarak 3'lü iki set (3 kırmızı birlikte, 3 siyah birlikte, daha sonra 3 siyahı diğer grubun 3 kırmızısına bağlayın, ardından bağlı olmayan 3 kırmızı / siyah üzerinde test edin)
    (+++) (--- +++) (- -)
    + 1- + 4-
    + 2- + 5-
    +3 -__ + 6-
    / \
  4. Paralel 2 set (2 kırmızı birlikte, 2 siyah birlikte, daha sonra 2 siyahı bir sonraki grubun 2 kırmızıya bağlayın ve sonra üçüncü grup için tekrar yapın)
    (++) (- ++) (- + +) (-)
    + 1- + 3- + 5-
    +2 -__ + 4 -__ + 6-
    / \

  5. Sadece eğlenmek için onları "yanlış" olarak bağlayın ve ne olduğunu görün
    (++) (- ++) (----) (++)
    + 1- + 3- -5+
    +2 -__ + 4 -__ -6+
    / \

"Resimlerim", () kabloları bağlamak anlamına gelir, bu nedenle (++) birlikte 2 kırmızı anlamına gelir ve (-) birlikte 2 siyah anlamına gelir ve (- ++) farklı panellerden 2 kırmızı ve 2 siyah anlamına gelir. Ayrıca panelleri sayı olarak çizmeye çalıştım, + 1- kırmızı tel "+" ve siyah tel "-" olan panel bir.

İyi eğlenceler!


1
StackExchange'e hoş geldiniz, Bill. Editör araç çubuğunda şık bir şematik araç düğmesi var. (Sweber'ın şeması için kullandığı şey buydu.) ASCII sanatından çok daha iyi!
Transistör
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.