Napra - forgó Készítette: Lőrincz Kincső Molnár Zsófia.

Az előadások a következő témára: "Napra - forgó Készítette: Lőrincz Kincső Molnár Zsófia."— Előadás másolata:

1 Napra - forgó Készítette: Lőrincz Kincső Molnár Zsófia

2 Bevezető •növekvő energiaszükséglet (évente 2,3 %) •fogyó tüzelőanyag-készlet: -széntartalék néhány száz év -kőolajtartalék 30-60 év •43 percnyi napsugárzás = 1 évi energiszükséglet

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

4 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) →

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

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

7 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)

8 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

9 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

10 A napelem és fényforrás közötti távolság növelése L [cm]I 1 [μA]I 2 [μA]átlag 25510493501.5 30420395407.5 35350327338.5 40290245267.5 45240213226.5 50190182186 55170164167 60150135142.5 65120125122.5 70120113116.5 75100105102.5 80909592.5 85808984.5 90708276 95657369 100606462

11 A fényforrás teljesítményének növelése Teljesítmény [W]I [μA] 2553 4094 75262 100368 175468 200555 280760 4801315

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

13 Az áramerősség változása a beesési szög függvényében Szög [˚]I [μA] 90151 120128 13598 15056 1800

14 Áramerősség csökkenése a fény útjába helyezett műanyagok hatására Vastagság [mm]I [μA] 0154 0.8132 1.6115 2.4101 3.289

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

16 Álló helyzetben végzett mérések a.)terhelés-mentes állapot

17 b.) leterhelt állapot Eltelt idő[s]IdőU[V]I[A]P[W]E[J] 5957516:32:553.631310.0726260.2637281.320414502 5958016:33:003.626830.0725370.2630781.317015408 5958516:33:053.626020.072520.2629601.315095844 5959016:33:103.620330.0724070.2621361.312740517 5959516:33:153.616460.0723290.2615761.309278612 5960016:33:203.614640.0722930.2613121.307220263

18 Forgatás során végzett mérések Eltelt idő[s]IdőU[V]I[A]P[W]E[J] 1734014:09:5914.82420.494147.3252336.6140465 1734514:10:0414.82280.4940937.32384736.6226921 1735014:10:0914.82790.4942637.32888736.6318349 1735514:10:1414.83480.4944937.3357136.6614925 1736014:10:1914.83880.4946277.33966636.6884397 1736514:10:2414.84390.4947977.34471236.7109461

19 Következtetés Forgatással 15-ször nagyobb átlagteljesítmény érhető el ☼ Álló helyzetForgatás Termelt energia11.868 J176.989 J Átlagteljesítmény0,44 W6,61 W

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