Описание используемых приборов

Солнечные батареи

Солнечная фотоэлектрическая батарея СФБ 12-12. работающая на принципе прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергии постоянного тока.

 

Номинальное напряжение, (В)
Максимальная мощность, Р (Вт), не менее
Ток максимальной мощности, I (А), не менее	0,8
Напряжение максимальной мощности, U (В), не менее
Ток короткого замыкания, (А), не менее	0,75
Напряжение холостого хода, (В), не менее
Параметры приведены для стандартных условий испытаний:
Интенсивность солнечного излучения 1000 Вт/м2
Спектральное распределение излучения при АМ=1,5
Температура солнечных элементов (25±2)°С
Технические характеристики:
Длина (мм), не более
Ширина (мм), не более
Толщина (мм), не более
Вес (кг), не более	0,92
Рабочие условия эксплуатации:
Температурный диапазон	от - 50° С до + 70° С
Относительная влажность	до 100 %
Градостойкость	град 40мм/скорость 15 м/с
Срок службы батареи не менее	20 лет

Радиометр

Радиометр неселективный «Аргус-03» предназначен для измерения энергетической освещенности объектов в диапазоне от 1,0 до 2000 Вт/м² в спектральном диапазоне от 0,5 до 20,00 мкм.

Диапазон измерения энергетической освещенности, Вт/м2	1,0 - 2000
Спектральный диапазон, мкм	0,5-20,0
Предел допускаемой основной относительной погрешности измерений, %
Питание прибора осуществляется от стандартных эле­ментов питания (батареи типа "Крона" или аналогичные).
Потребляемая мощность, Вт	0,02
Время установления рабочего режима, с
Габаритные размеры, мм, не более:
индикаторного блока	125x68x30
измерительной головки	0,52x50
масса, кг, не более:
индикаторного блока	0,15
измерительной головки	0,2

 

Работа с прибором

Переключатель необходимо установить в горизонтальное положение, саму измерительную головку накрыть светонепроницаемым листком, подождать несколько минут и записать показания прибора. Затем светонепроницаемый листок убирается, и производятся все необходимые измерения, окончательный результат равен разности записанного показания закрытого прибора и полученного результата последующего измерения.

Цифровой мультиметр ЕМ360.

Измерение постоянного тока:

Красный щуп гнездо «VΩmA», черный щуп гнездо «COME», переключатель в положении «А», щупы подключаются в цепь последовательно. Переключатель устанавливается в положение А (20m, 200m).

Цифровой автомобильный мультиметр MS6231.

Измерение постоянного напряжения:

Красный щуп – гнездо «INPUT», черный щуп – гнездо «COME».Переключатель устанавливается в положение V. Кнопкой «Range» выбираем диапазон измерений (В или мВ).

Щупы подключаются параллельно измеряемой цепи.

 

5. Магазин сопротивлений

 

Прибор для введения в цепь значения сопротивлений с заранее известной величиной.

При измерении тока в цепь подключается последовательно.

При измерении напряжения в цепь подключается параллельно.

Используются переключатели, для изменения сопротивления в цепи

Цель работы: изучение основных физических закономерностей, определяющих свойства и параметры фотоэлементов, исследование вольтамперных и световых характеристик этих приборов.

 

Ход работы

1.Зарисовать (или фото) схему установки, которая представлена в физической лаборатории. Принципиальная схема установки - рис. 1.

Рисунок 2 – Принципиальная схема для снятия вольтамперных и световых характеристик фотоэлементов

2. Снять нагрузочную вольт-амперную характеристику. Для этого при постоянной освещенности (E = const), которая измеряется люксметром, замеряют величину тока I_н в цепи фотоэлемента при изменении R_н от 0 до ∞. Результаты заносят в таблицу 1:

Е_{калибровочное} = 62 Вт/м² Е₁=394 Вт/м² I_к.з = 0.136 A U_xx = 15.32 B

Таблица 1

3.Вычислить величину нагрузки (сопротивление R_н ) при различных значениях тока и напряжения I_н (U_н = I_н· R_н) и мощность P, Вт (P = U_н · I_н )

4. Повторить серию опытов для других значений освещенности. Занести значения в таблицы 2, 3

Е_{калибровочное} = 62 Вт/м² Е₁=336 Вт/м² I_к.з = 0.1 A U_xx = 14.46 B

Таблица 2

 

Е_{калибровочное} = 62 Вт/м² Е₁=250 Вт/м² I_к.з = 0.06 A U_xx = 13.03 B

Таблица 3

4. Построить графики зависимости (3 графика) по таблицам 1-3. Нанести величины для трех случаев. Расположить на одном графике. Сравнить и описать полученные результаты.

 

Рисунок 3 – График зависимости

 

5. Снять световую характеристику. Для этого установить определенное значение (любое), измерить величину фототока в цепи фотоэлемента при изменении освещенности от 0 до максимального значения. Результаты занести в таблицу 4:

Е_{калибровочное} = 62 Вт/м² R_н = 500 Ом

Таблица 4

(в долях), (в %)

По полученным данным при снятии вольтамперных характеристик и световых характеристик, найти КПД при различной освещенности Е и S площади освещаемой части фотоэлемента .

- определить самостоятельно, как

, где n- количество фотоэлементов, n = 8 штук.

S = 0,205 м²

Графики зависимости зависимости ,

Рисунок 4 – График зависимости

Рисунок 5 – График зависимости

Вывод: В ходе лабораторной работы были получены три вольт-амперные характеристики при постоянных значениях освещенности Е1 = 394 Вт/м²,
Е2 = 336 Вт/м², Е3 = 250 Вт/м². Были получены графики зависимости η=f(E),P=f(E).
По графикам выяснили, что КПД растет при увеличении освещенности до значения 200Вт/м2, далее наблюдается небольшой спад. Мощность же увеличивается на всем участке.

 

Список используемой литературы