Napra - forgó Készítette: Lőrincz Kincső Molnár Zsófia

Bevezető •növekvő energiaszükséglet (évente 2,3 %) •fogyó tüzelőanyag-készlet: -széntartalék néhány száz év -kőolajtartalék év •43 percnyi napsugárzás = 1 évi energiszükséglet

Napelemekről általában •fényenergia → villamos energia •alkalmazás: űrobjektumok, erőművek, mindennapi használat naperőmű napelemek a háztetőnnapelemmel működő számológép

Egy kis elmélet Félvezetők: energiaszintek energiasávok vezetési sáv tiltott sáv vegyértéksáv elektronvezetés lyukvezetés szennyezett félvezetők e - energiája saját vezetés p-típusú (akceptor) n-típusú (donor) →

P-n átmenet •tökéletes érintkezés •rekombináció •kiürített réteg •belső elektromos tér •potenciálkülönbség = feszültség (vagy legyen csak feszultseg?)

A napelem felépítése és működése fényelnyelés •Működésének 3 szakasza töltések szétválasztása töltések külső áramkörbe vezetése

A napelem elektromos jellemzői •áram-feszültség (I-U) karakterisztika a teljesítmény meghatározható •villamos paraméterek: -rövidzárási áram -üresjárati feszültség -maximális teljesítmény •hatásfok (η) = = generált villamos teljesítmény/beeső fény teljesítménye •szabványosított vizsgálati körülmények: -hőmérséklet (25 ºC) -besugárzás (1000 W/m 2 ) -fényspektrum (1,5 AM)

A Napból érkező sugárzás •hullámhossztartomány: ultraibolyától az infravörösig •a sugárzás intenzitása: -a világűrben, Nap-Föld távolságban 1353 W/m 2 -Föld felszínén, 90º-os szög esetén 925 W/m 2 -45º-os szög esetén 844 W/m 2 •ε = hν

Méréseink 1.Fizikalaborban Áramerősség vizsgálata a megvilágítás függvényében: -a napelem és fényforrás közötti távolság növelése -a fényforrás teljesítményének növelése -a fény különböző összetevőire való érzékenység -az áramerősség változása a beesési szög függvényében -áramerősség csökkenése a fény útjába helyezett műanyagok hatására

A napelem és fényforrás közötti távolság növelése L [cm]I 1 [μA]I 2 [μA]átlag

A fényforrás teljesítményének növelése Teljesítmény [W]I [μA]

A fény különböző összetevőire való érzékenység SzínI (μA) fehér123 piros28 kék11

Az áramerősség változása a beesési szög függvényében Szög [˚]I [μA]

Áramerősség csökkenése a fény útjába helyezett műanyagok hatására Vastagság [mm]I [μA]

2. Szabadban álló helyzetben végzett mérések (napelem felülete: 0.6 m 2 ) forgatással

Álló helyzetben végzett mérések a.)terhelés-mentes állapot

b.) leterhelt állapot Eltelt idő[s]IdőU[V]I[A]P[W]E[J] :32: :33: :33: :33: :33: :33:

Forgatás során végzett mérések Eltelt idő[s]IdőU[V]I[A]P[W]E[J] :09: :10: :10: :10: :10: :10:

Következtetés Forgatással 15-ször nagyobb átlagteljesítmény érhető el ☼ Álló helyzetForgatás Termelt energia J J Átlagteljesítmény0,44 W6,61 W

Köszönet Szász Ágota tanárnőnek és Papp Sándor valamint Jakab – Farkas László tanáruraknak.