Remote-LAB GymKT

Pracovní úkol a postup měření

Pracovní úkol:

1. Proměřte (bod po bodu) zatěžovací charakteristiku solárního článku při různém osvětlení.

2. Pro různá osvětlení článku vyneste do grafu závislost elektrického napětí článku na odebíraném proudu zátěží a celkového výkonu na odebíraném elektrickém proudu. Srovnejte tvary získaných závislostí s teoretickým tvarem těchto závislostí.

3. Určete hodnoty elektrického napětí U_e (napětí „naprázdno“) a elektrického proudu I_k (proud „nakrátko“) pro jednotlivé případy různého osvětlení článku.

4. Odečtěte z grafu hodnoty elektrického proudu I_MP (proud při maximálním výkonu) a odpovídajícího elektrického napětí U_MP (napětí při maximálním výkonu) – viz teorie.

5. Zjistěte hodnotu maximálního výkonu (při daném osvětlení) a hodnotu teoretického výkonu. Ze získaných hodnot stanovte tzv. faktor plnění daného solárního článku.

6. Ze znalosti elektrického napětí a proudu na osvětlovací žárovce a její přibližné účinnosti 3 % odhadněte výkon dopadajícího světla a tedy i účinnost použitého solárního článku.

Postup měření:

1. Spustíme vzdálený experiment DEVIL (Zatěžovací charakteristika fotočlánku).

2. Zvolíme jednu ze čtyř připravených hodnot osvícení solárního článku.

3. Při stanovené hodnotě osvitu postupně pomocí změny velikosti reostatu zvyšujeme proud obvodem solárního článku. Jednotlivé dvojice experimentálních hodnot (napětí, proud) ukládáme do tabulky experimentálních hodnot na ovládacím panelu vzdálené úlohy.

4. Správnost získaných hodnot dané závislosti můžeme ověřovat náhledem grafu přímo v ovládacím panelu úlohy.

5. Po naměření potřebného počtu relevantních dat pro dané osvětlení můžeme data uložit do počítače, pak nastavit jiné osvětlení článku a měření obdobně opakovat pro další hodnotu osvětlení.

6. Po získání několika sérií experimentálních hodnot pro daná osvětlení můžeme vzdálenou úlohu opustit a pokračovat ve zpracování dat v tabulkovém kalkulátoru.

7. Otevřeme soubor s daty zvoleného osvětlení. Můžeme použít libovolný tabulkový kalkulátoru (MS Excel, OO Calc…), který zvládne načíst CSV soubor.

8. Z hodnot napětí a proudu vytvoříme sloupec generovaného elektrického výkonu. Do grafu vyneseme jak závislost elektrického napětí na elektrickém proudu, tak elektrického výkonu na odebíraném proudu.

9. V grafech určíme všechny potřebné body – tedy U_e (napětí „naprázdno“), I_k (proud „nakrátko“), U_MP (napětí při maximálním výkonu) a I_MP (proud při maximálním výkonu).

10. Dle platných vzorců dopočítáme hodnoty teoretického výkonu a faktoru plnění.

11. Z napájecích parametrů zdroje a jeho odhadované účinnosti (asi 3 %) určíme přibližný výkon světelného zdroje.

12. Zkusíme odhadnout celkovou účinnost daného solárního článku jako podíl maximálního výkonu a dopadajícího světelného výkonu.