Залежність площі сонячної батареї від напруги та сили струму

Експериментальна установка

Сонячна енергія може бути перетворена в електричну за допомогою сонячного елемента.

Це дуже важлива форма енергії, як у домашньому господарстві, так і в промисловості, оскільки її можна легко перетворити на інші види енергії, такі як тепло, світло або механічну енергію (рух).

попередні знання

Учні повинні мати базові вміння та навички роботи з джерелом живлення.

Принцип

Учні досліджують, чи впливає площа опромінюваної поверхні сонячного елемента на створювані ним напругу і силу струму.

Мета навчання

Зменшення площі опромімення сонячного елемента супроводжується зменшенням сили струму. З іншого боку, напруга не залежить від площі, що опромінюється.

Завдання

В експерименті поверхня сонячного елемента накрита чорним картоном. Вимірюються сила струму та напруга сонячного елемента.

До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.

Тінь над системою сонячних панелів

Сонячні елементи дозволяють перетворювати світлову енергію безпосередньо в електричну без будь-яких проміжних процесів. Це робить їх перспективною альтернативою викопним видам палива, оскільки сонце постійно постачає нам світло.

Проте для перетворення енергії сонячний елемент повинен безпосередньо освітлюватися світлом, і не завжди існує прямолінійний шлях між ним і джерелом світла.

Як поводиться сонячний елемент, якщо його поверхня не освітлюється повністю?

В експерименті накрийте сонячну батарею чорним картоном. Виміряйте відповідні напругу та силу струму.

1. Помістіть галогенну лампу в одну половину основи штатива і під'єднайте її до виходу змінного струму джерела живлення (12 В ~).

Джерело живлення вимкнене.

2.Вставте сонячний елемент у тримач.

3.Зберіть електричну схему для сонячного елемента.

Розмістіть її перед галогенною лампою так, щоб основа штатива торкалася центру двох фронтальних модулів з`єднувальних елементів.

Вирівняйте лампу і модулі вздовж лінії.

4.Підключіть сонячну батарею до електричного кола.

5. Помістіть сонячний елемент на середину перевернутої мензурки і розташуйте її в положення 1, як показано на рисунку.

6.Виріжте шматок чорного картону (9 x 4 см).

Вимірювання напруги сонячного елемента при зміні площі сонячного елемента.

1. Увімкніть джерело живлення, встановіть діапазон вимірювання мультиметра на 20 В- і підключіть мультиметр до електричного кола сонячного елемента.

2. Зчитайте напруги на мультиметрі та введіть значення в таблицю результатів для положення 1.

3. Накрийте чверть поверхні сонячного елемента чорним картоном. Використовуйте лінії на сонячному елементі як орієнтир. Будьте обережні, не торкайтеся задньої сторони сонячного елемента.

4. Виміряйте напругу ще раз, запишіть її в таблицю. Виконайте ще два вимірювання, закриваючи картоном половину, а потім і всю поверхню сонячного елемента. Запишіть результати.

Вимірювання сили струму

Вимірювання сили струму сонячного елемента з різними ділянками джерела світла

1. Підключіть мультиметр так, щоб можна було виміряти силу струму .

2. Встановіть діапазон вимірювання мультиметра на 200 мА-.

3. Тепер виміряйте силу струму, не закриваючи поверхню сонячного елемента. Введіть значення в таблицю результатів.

4. Зробіть ще три вимірювання, аналогічні першій частині експерименту, і запишіть результати.