на базе солнечного модуля ФСМ 50-12

Исследование автономной системы электроснабжения

Отчет по лабораторной работе

по курсу «Общая энергетика»

Выполнил студент гр. 5А0Г ________________________ М.К. Дермотевосьян

^{Подпись Дата И.О.Фамилия}

Проверил преподаватель ___________________________ Г.П. Филатов

^{Подпись Дата И.О.Фамилия}

Томск – 2012

Цель работы:

- Исследовать ВАХ солнечного модуля при различных уровнях освещенности.

- Исследовать возможности заряда аккумуляторной батареи от солнечного модуля.

- Исследовать совместную работу солнечного модуля и аккумуляторной батареи на нагрузку.

- На основании полученных данных проанализировать работу автономной системы электроснабжения.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема.

Освещенность, лк	U,B	I,A	P,Вт	R, Ом
		0,07	1,05	214,29
		0,1	1,3
		0,13	1,3	76,923
		0,15	1,2	53,333
	2,5	0,18	0,45	13,889
∑/5=890
		0,04	0,6
		0,1
		0,13	0,78	46,154
		0,15	0,45
		0,16	0,16	6,25
∑/5=740
		0,05	0,6
		0,07	0,63	128,57
		0,09	0,54	66,667
		0,1	0,3
	0,5	0,12	0,06	4,1667
∑/5=512

Результаты измерений и расчетов опыта №1

Рис. 2. График зависимостей P=f(I)

Рис. 3. График зависимостей U=f(I)

Точка пересечения кривой с осью напряжения называется напряжением холостого хода Uхх, а с осью тока - током короткого замыкания Iк.з. Таким образом видно, что напряжение холостого хода Uхх – это напряжение, при котором ток равен 0, а ток короткого замыкания Iк.з – это ток, при котором напряжение равно 0. В этих точках вольтамперной характеристики мощность солнечного модуля равна 0.

При работе солнечного элемента без нагрузки напряжение фото ЭДС. При подключении нагрузки, а затем при уменьшении ее сопротивления, ток в нагрузке начнет увеличиваться. Напряжение на нагрузке при этом начнет снижаться. Следует заметить, что напряжение холостого хода модуля мало изменяется с изменением освещенности, в то время как ток короткого замыкания прямо пропорционален освещенности. КПД солнечного модуля определяется как отношение максимальной мощности к общей мощности излучения.

Рис. 4. График зависимости P=f(осв)

Мощность солнечной панели изменяется в зависимости от освещенности практически прямо-пропорционально. При определенной освещенности модуль прекращает выработку. Также, мощность солнечного модуля зависит от его температуры, и обычно падает при повышении температуры.

Рис. 5. График зависимости I=f(осв)

Рис. 6. График зависимости U =f(осв)

Изобразив характеристики P,U=f(I) и P,U=f(освещенность) мы можем увидеть наглядно, что с возрастанием тока возрастает мощность и напряжение (что очевидно из закона Ома). Однако видно, что с увеличением освещенности также увеличивается мощность и напряжение. Т.е увеличение освещенности солнечного модуля способствует увеличению вырабатываемого тока, а, следовательно, мощности и напряжения.

Вывод: по построенным зависимостям Р=f(I) можно сказать, что при различных значениях освещенности получаемые максимальные значения мощностей различны и чем больше освещенность, тем больше значение мощности имеет солнечный модуль. По вольтамперным характеристикам можно определить максимальное значение тока, т.е. ток КЗ. Из графиков видно что ток КЗ зависит от степени освещенности, т.е. при ее уменьшении ток уменьшается тоже.

Опыт №2. Исследование возможности заряда аккумуляторной батареи от солнечного модуля.

Результаты измерений опыта №2

Освещееность, лк	Uак, В	Uсм,В	Iзар, А
			0,04
∑/5=400
	12,2	11,2	0,06
∑/5=628
	12,5	11,5	0,1
∑/5=952

Рис. 7. График зависимости Iзар =f(осв)

Вывод: Из построенной зависимости Iзаряда=f(освещенность) видно, что при увеличении освещенности солнечного модуля происходит увеличение тока заряда аккумуляторной батареи. Следовательно, возможности заряда аккумуляторной батареи возрастают с увеличением освещенности. Можно сделать вывод о том, что I заряда будет максимальным тогда, когда будет максимальной освещенность.

Опыт №3. Исследование совместной работы солнечного модуля и аккумуляторной батареи на нагрузку.

Результаты измерений и расчетов опыта №3

Освещенность, лк	Uак, В	Iак, А	Uсм, В	Iсм, А	Iнагр, А
				0,04	0,04
	11,5		10,5	0,04	0,04
	11,6	0,01	10,6	0,05	0,06
	11,6	0,2	10,6	0,05	0,07
	11,6	0,4	10,6	0,05	0,09
∑/5=362
				0,09	0,09
				0,09	0,09
		0,05		0,09	0,14
		0,1		0,09	0,19
	11,5	0,2	10,5	0,09	0,29
∑/5=772
				0,11	0,11
		0,1		0,11	0,12
	11,5	0,2	10,5	0,12	0,14
	11,5	0,3	10,5	0,12	0,15
	11,5	0,4	10,5	0,12	0,16
∑/5=978

м

Рис. 8. График зависимости I =f(осв)

Из построенной нами зависимости видно, что с увеличением освещенности солнечного модуля, увеличивается ток самого солнечного модуля, ток аккумуляторной батареи и ток нагрузки. т. е солнечная энергия, попадающая на солнечный модуль, а именно изменение её количества, определяет увеличение тока Iсм, тока Iак и соответственно тока нагрузки. Значит при совместной работе солнечного модуля и аккумуляторной батареи, регулируя степень освещенности, можно подключать нагрузку различной мощности.

Заключение

В ходе проделанной лабораторной работы был исследован солнечный модуль ФСМ 50-12. Данный модуль используют для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Для получения необходимой мощности и рабочего напряжения модули соединяют последовательно или параллельно, т.е можно сказать что солнечный модуль представляет из себя генератор, который с помощью ультрафиолета способен производить электричество.

Дата добавления: 2015-08-17