МУ - К-69 (1003923), страница 4
Текст из файла (страница 4)
На основании трехизмерений определить среднее арифметическое указанных величин и результат занести втаблицу 3.Таблица 3.Физическая величинаl = … смТ1 = …, КТ2 = …, КТ3 = …, КUxx, В, мАДля данной солнечной батареи результаты измерений показали, что тепловое влияние длянапряжения холостого хода СБ составляет:.Таким образом, тепловой эффект для Uxx в расчете на одну солнечную ячейку равен – 2мВ/К.Замечание: Влияние нагрева солнечной панели на ток короткого замыкания очень малои в данных экспериментальных условиях наблюдение эффекта является затруднительным.Оценить влияние нагрева поверхности СБ на напряжение холостого хода и ток короткогозамыкания.Задание 4.
Измерение вольтамперных характеристик солнечной батареи и определениеее КПД.Использовать схему, представленную на рис. 14.Измерить ВАХ солнечной батареи при различной мощности светового потока, аименно при трех положениях источника света относительно поверхности СБ: l = 50см, 60 см, 70 см. При измерении ВАХ рекомендуется использовать шаг не более 0,2В. В области резкого уменьшения тока шаг изменения напряжения уменьшить до0,1 В.Количество экспериментальных точек в каждой серии – не менее 10.При измерении ВАХ контролировать температуру поверхности СБ, используятермометр.Результаты занести в таблицу 4.
По результатам построить зависимость ВАХсолнечной батареи.Вычислить мощность СБ:(10)Рассчитать максимальную мощность Рm.Построить график зависимости мощности от напряжения на СБ,.Вычислить КПД солнечного элемента по формуле (5), используя результаты таблиц1, 4.Таблица 4.l = 50 см, Т = … К,мА, Uxx = … ВI, мA17U, ВR, ОмР, мВтРm = …мВт, η = …l = 60 см, Т = … К,мА, Uxx = …ВI, мAU, ВR, ОмР, мВтРm = …мВт, η = …l = 70 см, Т = …К,мА, Uxx = …ВI, мAU, ВR, ОмР, мВтРm = … мВт, η = …Используя результаты таблицы 4 и график, определить при какомсопротивлении R СБ вырабатывает максимальную мощность.Задание 5. Исследовать влияние температуры на ВАХ солнечной батареи.Использовать схему, представленную на рис.
14.Снять ВАХ в различных температурных режимах при заданной и фиксированнойосвещенности, задаваемой расстоянием в диапазоне 60 – 70 см между СБ и источникомизлучения:а) без охлаждения;б) с охлаждением;в) с обдувом горячим воздухом;г) со стеклянной пластинкой.Охлаждение и дополнительный нагрев поверхности солнечной батареи осуществляется спомощью внешнего вентилятора.Количество экспериментальных точек в каждой серии – 10.Продемонстрировать уменьшение температуры нагрева солнечной батареи за счетиспользования стеклянной пластинки.
Для этого на пути светового потока от источникаразместить стеклянные пластинки и меняя толщину пластинок, но, не меняяосвещенность, снять ВАХ солнечной батареи. Результаты эксперимента занести втаблицу 5.Построить ВАХ солнечной батареи.По формуле (10) рассчитать мощность, найти максимальную мощность и КПД СБ (5).Результаты расчета занести в таблицу 5.Построить график зависимости мощности от напряжения на СБ температуре поверхности СБ и со стеклянной пластинкой.при различнойИспользуя данные исследования ВАХ СБ при различных температурах (табл. 5),18определить среднее арифметическое значение КПД:(11)Используя методическое пособие [7], рассчитать погрешность измерений световогопотока, электрической мощности, вырабатываемой СБ и ее КПД.Таблица 5.l = … смБез охлаждения,T1 = …K,мА, Uxx = …ВI, мAU, ВR, ОмР, мВтРm = …, η = …С охлаждением,T2 = …K,мА, Uxx = …ВI, мAU, ВR, ОмР, мВтРm = …мВт, η = …С обдувом горячим воздухом, T3 = …K,мА, Uxx = …ВI, мAU, ВR, ОмР, мВтРm = …мВт, η = …Со стеклянной пластинкой, T4 = …K,мА, Uxx = …ВI, мAU, ВR, ОмР, мВтРm = …мВт, η = …Рекомендации: для расчета диапазона допустимых погрешностей измерения мощности,вырабатываемой СБ, использовать линейный участок ВАХ.
Максимальные отклонениязначений тока и напряжения от линейного участка ВАХ принять за полуширинуинтервала, определяющего диапазон погрешности для данной величины. Для расчетадиапазона допустимых погрешностей измерения мощности излучения, падающего на СБследует использовать зависимость. Максимальное отклонение значений потокаизлучения от их линейной аппроксимации принять за полуширину интервала,определяющего диапазон погрешности для данной величины.Относительную погрешность косвенных измерений электрической мощности СБрассчитать по формуле:(12)Относительную погрешность косвенных измерений потока излучения на СБ рассчитать по19формуле:(13)При расчетах принять.Относительную погрешность КПД СБ рассчитать, как:(14)Задание 6.Анализ эффективности использования солнечного света при работесолнечных батарей по сравнению с другими источниками излучения.(Данное задание выполняется по усмотрению преподавателя.).КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ1.Уровень Ферми, энергия Ферми.2.
Структура энергетических зон в полупроводниках p- и n – типа.3.Почему возникает контактная разность потенциалов? Как можно оценить и измеритьданную величину?4. Как устроен полупроводниковый солнечный элемент?5. Какие токи протекают через освещенный p-n-переход?6. Принцип работы солнечного элемента. Как возникает фото ЭДС? Какова природасторонних сил в солнечном элементе?7.Пояснить физическую природу внутреннего сопротивления солнечного элемента.Оценить внутреннее сопротивление СБ, используя результаты эксперимента.8.Объяснить физическую природу зависимости выходной мощности солнечного элементаот температуры.9.Почему нагрев солнечной батареи приводит к изменению напряжения холостого хода?СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.1.Савельев И.В.
Курс общей физики. В 3-х т. Т. 3. - М.: Наука . 1987. - 320 с.2.Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника. - М.: Высшая школа, 1986. –304 с.3.Бушманов Б.Н. Хромов Ю.А. Физика твердого тела. - М.: Высшая школа, 1971. - 224 с.4.Мартинсон Л.К., Смирнов Е.В. Квантовая физика. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Баумана,2006, 2009. – 532 с.5.Винтайкин Б.Е. Физика твердого тела. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 2007.– 360 с.206. Распределение Ферми-Дирака. Явление Зеебека. Методические указания/Н.А.Задорожный, А.В. Семиколенов, С.Л. Тимченко, А.В. Кравцов, В.Г. Голубев – М.: Изд-воМГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. – 27 с.7. Савельева А.И., Фетисов И.Н. Обработка результатов эксперимента при проведениифизического эксперимента: Методические указания к лабораторной работе М1 по курсу«Общей физики» / под ред. С.П. Ерковича – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 1990 – 32с.21.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
