Лабораторна робота "Вимірювання ефективності сонячної панелі "

Лабораторна робота №13

Тема: Вимірювання ефективності сонячної панелі

Мета роботи

1.            Ознайомитися з принципом роботи сонячної панелі.

2.            Вивчити основні параметри фотоелектричних модулів.

3.            Виміряти напругу, струм та потужність сонячної панелі.

4.            Визначити коефіцієнт корисної дії (ККД) сонячної панелі.

Обладнання та прилади

1.            сонячна панель (фотоелектричний модуль);

2.            мультиметр (вольтметр, амперметр);

3.            навантаження (резистор або лампа);

4.            люксметр або сонячний датчик освітленості;

5.            регульований стенд або джерело світла;

6.            з'єднувальні проводи;

7.            вимірювальна лінійка (для визначення площі панелі).

Теоретичні відомості

Сонячна панель — це пристрій, який перетворює енергію сонячного випромінювання в електричну енергію за допомогою фотоелектричного ефекту.

Основними параметрами сонячної панелі є:

•           Напруга (U), В

•           Струм (I), А

•           Потужність (P), Вт

•           ККД (η)

Потужність панелі визначається:

 

Коефіцієнт корисної дії:

 

де Pвих – електрична потужність панелі

Pсвітла – потужність сонячного випромінювання, що падає на

панель

Потужність світла:

 

де E – освітленість (Вт/м²)

    S – площа панелі (м²)

Схема лабораторної установки Сонячна панель → амперметр → навантаження

Вольтметр підключається паралельно навантаженню

 

Рисунок 13.1 – Схема стенда

Хід виконання роботи

Етап 1. Ознайомлення з установкою

1.            Ознайомитися з конструкцією сонячної панелі.

2.            Визначити площу панелі.

3.            Підключити вимірювальні прилади відповідно до схеми.

 

Етап 2. Вимірювання параметрів

Провести вимірювання при різній освітленості:

1.            слабке освітлення

2.            середнє освітлення

3.            сильне освітлення

4.            максимальне освітлення Для кожного режиму виміряти:

-          напругу U

-          струм I

-          освітленість E

 

 

Рисунок 13.2 – Схема досліду 1

 

Рисунок 13.2 – Схема досліду 2

 

Рисунок 13.2 – Схема досліду 3

 

Рисунок 13.2 – Схема досліду 4

 

Таблиця результатів

№	Освітленість (Вт/м²)	E	Напруга (В)	U	Струм (А)	I	Потужність (Вт)	P	ККД (%)	η
1	200
2	400
3	600
4	800
5	1000

Обробка результатів

1. Обчислити потужність:

 

 Обчислити потужність світлового потоку:

 

3.            Обчислити ККД панелі.

4.            Побудувати графіки:

•           залежність потужності від освітленості

•           залежність струму від освітленості Контрольні питання

1.            Що таке сонячна панель?

2.            Який принцип роботи фотоелектричних елементів?

3.            Які основні параметри сонячної панелі?

4.            Як визначається електрична потужність панелі?

5.            Що таке ККД сонячної панелі?

6.            Від чого залежить ефективність роботи сонячної панелі?

7.            Де застосовуються сонячні електростанції?

Висновок

У ході лабораторної роботи було досліджено роботу сонячної панелі та визначено її ефективність при різній освітленості. Встановлено залежність потужності та струму від інтенсивності світлового потоку. Техніка безпеки

1.            Не торкатися оголених провідників.

2.            Не перевищувати допустиме навантаження сонячної панелі.

3.            Підключення виконувати тільки при вимкненому навантаженні.

4.            Обережно працювати з джерелами інтенсивного світла. Рекомендована література

1.                       Болюх В.Ф. Системи електропостачання. – Харків, 2020.

2.                       Кузнецов В.Г. Електропостачання промислових підприємств. – Київ, 2019.

3.                       Кудря С.О. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії. – Київ, 2017.

4.                       ДСТУ та довідники з сонячної енергетики.