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太陽能電池板室外特性實驗提綱

研究性實驗太陽能電池板室外特性

實驗方式:

根據下列提綱,在室外通過實際測試,以定量和定性的形式,了解太陽能電池板室外特性。

課前查閱:

太陽能電池板的種類及簡要工作原理;光電器件的基本屬性;超級電容的基本知識;使用超級電容應注意的問題。

實驗提綱:(實驗時請記下室外的天氣情況)

1、找到光強最大的方位。將電池板大致對向太陽,由于光強變化時電流比電壓變化明顯(做

2、

3、

步驟時即可看出),所以將萬用表調到電流檔10A處,調整電池板左右與俯仰,使電流值最大。

用量角器量出電池板面與垂直間角度值并定義為θ=0。在其它俯仰角度上,光強按余弦規律減小。

2、測量太陽能電池板的開路電壓V max;沿俯仰方向調節光照接收的角度θ,⊿θ=100即可。觀察

變化與否,記下相對應的電壓值Vθ,作圖并說明原因。

3、測量太陽能電池板的短路電流I max;沿俯仰方向調節光照接收的角度θ,⊿θ=100即可。觀察變

化與否,記下相對應的電流值Iθ,作圖并說明原因。

4、若在北方冬季與夏季間日照角約有400度的變化,通過實驗,你認為太陽能電池板接收光照的方

向,至少多長時間調整一次(比如可使輸出功率有10%的增加)?

5、你觀察后會發現,太陽能電池板為一組p-n結的串并聯。因此,當你沿橫向、縱向分別遮擋約三

分之一電池板的面積時,其短路電流是否也有相應大小的變化(比如電流也減少三分之一)?

說明原因。這對于你正確使用有何幫助?

6、測量電池板輸出電流I在負載電阻R較小時(小于200歐)的變化關系,并畫出I---R關系曲線

( R取20歐)。

7、用太陽能電池板對超級電容組(額定電壓2.7 V/400F四個電容串聯而成)充電時,按標定的正

負極將電池板與超級電容組并聯,電池板調整到接收光強最大處,將電壓表并在電容組兩端觀察電壓上升。當電壓升至電池板開路電壓的85%時即可認為充電結束(此時充電電流降至開始充電時的十分之一以下)。注意:為縮短充電時間,可將幾個電池板并聯后對電容組充電,若串聯,其電壓因過高會損壞電容組。

8、超級電容組電源特性的觀察,以了解適用的范圍或應注意的問題。(選作)

(1)選用工作電壓為10V的直流電機加至四個電容串聯的電容組兩端,可看到電機轉速逐漸變慢(工作電流較大時比較明顯)。

(2)用驅動電路為10V輸入4.5V輸出的恒流源驅動LED元件加至四個電容串聯的電容組兩端,盡管工作電流較大,仍可看到15分鐘以上的正常發光。

(3)選用輸入電壓5V的三位半的電流或電壓數顯表頭,因為功率消耗很小,用二個電容串聯而成的電容組供電時,可連續工作2小時以上。

9、(選作)根據實驗室提供的50W非晶硅薄膜太陽能電池板,了解其特性,結合你專業知識,設

計一種實用裝置。

實驗報告要求:

1、可參考該提綱,根據實驗對太陽能電池板的室外特性作綜合評述。

2、鼓勵參與或收集其他同學在其它實驗環境下的實驗數據(比如晴天、多云、陰天等)作為參考,以豐富自己對該實驗的深入了解。

吉林大學南嶺校區物理實驗室

2010-1-3

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