|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Güneş pillerini kontrol etmek için test cihazı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Alternatif enerji kaynakları Güneş pillerini diğer güç kaynakları gibi kullanabilirsiniz. Her biri belirli bir voltajda belirli miktarda akımı koruyacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, geleneksel güç kaynaklarının aksine, bir güneş pilinin çıkış özellikleri gelen ışığın miktarına bağlıdır. Örneğin, gelen bir bulut, güç çıkışını %50'den fazla azaltabilir.
Üstelik, elemanların boyutu ve tasarımı aynı olsa bile, tüm elemanlar aynı aydınlatma koşullarında aynı gücü üretmez. Teknolojik koşullardaki sapmalar, aynı partideki elemanların çıkış akımlarında gözle görülür bir yayılmaya yol açabilir. Güneş pili yapılarını tasarlarken ve üretirken bu faktörlerin dikkate alınması gerekir. Bu nedenle fotovoltaik dönüştürücülerden maksimum performansın sağlanması isteniyorsa tüm elemanların kontrol edilmesi gerekir. Hangi parametrelerin test edilmesi gerektiğini daha iyi anlamak için öncelikle silikon güneş pilinin özelliklerine bakalım. Fotoelektrik dönüştürücünün özellikleri Herhangi bir güç kaynağıyla çalıştığınızda, voltaj ve akım arasındaki ilişkinin yanı sıra bunların yüke olan bağımlılığını da anlamanız gerekir. Çoğu durumda ilişki Ohm yasasına göre belirlenir. Ne yazık ki silikon güneş pilleri doğrusal olmayan cihazlardır ve davranışları basit bir formülle açıklanamaz. Bunun yerine, bir elemanın özelliklerini açıklamak için anlaşılması kolay bir eğri ailesi kullanılabilir (Şekil 1).
100 mW/cm2, öğle vakti açık bir gökyüzünde deniz seviyesinde dünya yüzeyinde güneş ışınımının doğrudan akışının yarattığı ışınım miktarına karşılık gelir; 75 mW/cm2 3/4'e karşılık gelir; 50 mW/cm2 - 1/2; 25 mW/cm2 - bu aydınlatmanın 1/4'ü. Akım-gerilim özellikleri (Şekil 1), Şekil 2'de gösterilen diyagram kullanılarak daha ayrıntılı olarak incelenebilir. XNUMX. Devre, değişken bir dirençli yük üzerinden akan çıkış voltajlarını ve akımı ölçer. Ölçüm işlemi sırasında ışık yoğunluğunun sabit kaldığını varsayacağız. Öncelikle maksimum direnç değerini ayarlamak için bir potansiyometre kullanın. Bu durumda devrede gerçekte akım yoktur ve ortaya çıkan çıkış gerilimi, elemanın kendisine hiçbir yük bağlanmadığında ürettiği gerilim olan açık devre gerilimine eşit kabul edilebilir. Yaklaşık 600 mV'dir (0,6 V). Bu voltajın büyüklüğü aynı partideki bir elemandan diğerine ve bir üreticiden diğerine biraz değişebilir. Direncin direnci azaldıkça eleman giderek daha fazla yüklenir. Normal bir pilde olduğu gibi bu da akım tüketiminin artmasına neden olur. Aynı zamanda, düzensiz bir güç kaynağında olması gerektiği gibi çıkış voltajı da biraz düşer. Şu ana kadar bu şaşırtıcı değil. Sonra tuhaf bir şey oluyor. Yük direnci azaldıkça çıkış akımının artık artmadığı bir duruma ulaşılır. Hiçbir şey, kısa devre bile akımın artmasına neden olamaz. Pratikte bu akıma haklı olarak kısa devre akımı denir. Aslında güneş jeneratörü bir doğru akım kaynağı haline geldi. Şu soru ortaya çıkıyor: Peki ya gerilim? Gerilim, yükteki artışla orantılı olarak sürekli azalacaktır.
Yük direnci sıfır olur olmaz gerilim sıfıra düşecektir. Bu arada, fotoelektrik dönüştürücünün kısa devresi arızasına yol açmaz. Bir elemanın geliştirebileceği akım miktarı ışığın yoğunluğuna bağlıdır. İlk ölçüm için üst eğriye karşılık gelen en yüksek ışınım seviyesini keyfi olarak seçtik (Şekil 1). Sonraki her eğri, aynı eleman üzerinde, ışık yoğunluğunda kademeli bir azalmayla elde edildi. güç eğrisi Çıkış gücünün voltaja bağımlılığını çizmek gerekirse, sonuç Şekil 3'de gösterilene benzer bir şey olabilir. XNUMX. Grafiğin bir ucunda sıfır voltajda maksimum akım vardır. Elbette bu noktada voltaj eksikliğinden dolayı güç açığa çıkmıyor. Grafiğin diğer ucunda sıfır akımda maksimum voltaj vardır ve bu da gücün açığa çıkmamasına neden olur. Bu iki limit arasında fotovoltaik dönüştürücü yükte çalıştığında güç açığa çıkar ve tepe güç yalnızca bir noktada serbest kalır. İşte tüm faktörlerin birleşimi, güneş pilinden en yüksek enerjinin seçilmesini sağlar. Tepe gücü yaklaşık 450 mV'lik (0,45 V) bir voltaja karşılık gelir ve bu da tesadüfen Şekil 1'de gösterilen akım eğrisinin bükülmesiyle çakışır. XNUMX. Akım eğrileri ailesinin aynı şekle sahip olması, güneşin parlaklığı ne olursa olsun her zaman aynı voltajda maksimum gücü elde edeceğimiz anlamına gelir. Elbette gerçek güç, belirli bir zamandaki güneş ışınımının yoğunluğuna bağlı olacaktır, ancak en yüksek güç aynı voltajda gözlemlenecektir. Bu nedenle, bir silikon güneş pilinin kalitesini doğru bir şekilde değerlendirmek için, onu çıkış voltajı 0,45 V olacak şekilde yüklemeniz ve ardından çıkış gücünü ölçmeniz gerekir. Bu yöntem yalnızca öğeleri aynı koşullar altında birbirleriyle karşılaştırmak için değil, aynı zamanda tek bir öğenin kalitesini değerlendirmek için de etkilidir.
Test cihazı şemasının geliştirilmesi Daha önce de belirtildiği gibi, güneş pillerini test etmek için Şekil 2'de gösterilen devreyi kullanabilirsiniz. XNUMX. Bu arada, bu hızlı ve basit bir yöntemdir; buna göre, elemanı belirtilen devreye bağladıktan sonra, bir potansiyometre kullanarak uygun voltajı ayarlamanız ve voltajı ve akımı ölçen cihazlardan okumalar almanız yeterlidir. Gerilim ve akımı çarparak güç değerini elde edebilirsiniz. Bununla birlikte, her bir eleman biraz farklıdır ve bu nedenle bireysel elemanların tepe gücüne karşılık gelen dirençler de farklı olacaktır. Buna göre gerekli çalışma voltajını eski haline getirmek için yük direncini her seferinde değiştirmek gerekir. Ayrıca güneş pilinin ürettiği enerjinin tamamı potansiyometrede dağılarak ısınmasına ve kararsız hale gelmesine neden olur. Bu soruna radikal bir çözüm devredeki yük direncini değiştirmek olacaktır. Bir transistörden daha iyi ne olabilir? Bu harika bir yedek. Bu özel uygulamada transistör dinamik bir direnç olarak düşünülebilir. Transistörün küçük bir taban akımı, Şekil 4'de gösterildiği gibi ayarlanmıştır. XNUMX kolektör akımında önemli bir değişikliğe neden olur. Temel akım aslında transistörün direncini değiştirir ve bu da güneş pili için yük olarak kullanılır.
Ne yazık ki, transistörün potansiyometre ile aynı dezavantajı vardır, yani test edilen elemanı değiştirirken taban akımını ayarlama ihtiyacı. Bu işlem az sayıda eleman için kolaydır ancak 30, 40 veya daha fazla elemanı kontrol etmeniz gerektiğini varsayalım. Çok fazla zaman alacak. Temel akımı her seferinde manuel olarak ayarlamak zorunda kalmadan otomatik olarak ayarlamanın bir yolunu bulmak güzel olurdu. Paralel bir voltaj regülatörünün olması oldukça arzu edilir bir durumdur. Paralel voltaj regülatörü, baz akımını kontrol etmek için giriş voltajını kullanan bir geri besleme döngüsüyle çevrelenmiş bir regülatördür. Başlangıç giriş voltajından bağımsız olarak paralel regülatör şönt direncini değiştirerek çıkış voltajının gerekli seviyede tutulmasını sağlar. Devrenin çalışma prensibi Sonuç olarak, Şekil 5'de gösterilen diyagrama ulaşıyoruz. Transistörün taban akımını düzenlemek için bir işlemsel yükselteç kullanan Şekil 220. XNUMX Ohm'luk bir direnç temel akımı sınırlamaya yarar. Regülatör, fotovoltaik dönüştürücüden gelen giriş voltajını referans voltajıyla karşılaştırır. Tipik olarak bir referans voltaj kaynağı olarak bir zener diyot devresi kullanılır. Ancak bizim durumumuzda son derece düşük stabilizasyon voltajına sahip, tercihen 1 V'un altında bir zener diyota ihtiyacımız olacaktır. Ne yazık ki, bu tür voltajlar için zener diyotlar ya sıcaklık değişimlerine karşı çok hassastır ya da pahalıdır (genellikle ikisi birlikte). Öte yandan, ileri yönlü bir silikon diyot mükemmel bir düşük voltaj referansı görevi görebilir.
İleri eğilimi R1 direnci tarafından ayarlanan Diyot D1, regülatörün voltaj aralığını belirler ve "kalibrasyon" ayar direncindeki voltajı sınırlar. Bu potansiyometrenin kaydırıcısından gelen referans voltajı amplifikatörün evirmeyen girişine beslenir. Fotoelektrik dönüştürücünün voltajı, amplifikatörün ters çevirme girişine direnç R3 aracılığıyla sağlanır. Direnç R4, işlemsel yükselticinin kazanç değerini ayarlar (bu durumda 100'dür). Tasarımı nedeniyle, op-amp, şönt kontrol transistörü Q1'den akan akımı kontrol ederek, eviren ve evirmeyen girişleri arasındaki voltajı eşitlemeye çalışır. Transistör, giriş voltajını, direnç VR1'in kademesindeki voltaja eşit olacak şekilde azaltır. Bu voltaj 0-0,7 V arasında ayarlanabilir. Ancak gerçekte transistör, voltajı sıfıra indirmek için gereken sıfır dirence sahip olamaz. Ne kadar çabalarsanız çabalayın, transistör yaklaşık 150 mV'luk küçük bir artık voltajı koruyacaktır. Bu, düzenleme aralığını 0,15-0,7 V ile sınırlar. Kontrol araçları Güneş pili üzerindeki voltaj bir M1 voltmetresi ile ölçülür ve şönt transistörden geçen akım bir ampermetre M2 ile ölçülür. Güç (watt cinsinden), her iki cihazın okumalarının çarpılmasıyla belirlenir. Voltmetre doğrudan elemana bağlanır. Sapma tam ölçekli olduğunda 1 V'u belirtmenizi sağlayan seri sınırlama direncine sahip, 1 mA akım için tasarlanmış bir panel cihazıdır. Öte yandan akımı ölçmek için M2 ampermetre ile birlikte bir işlemsel yükselteç kullanılır. Devre, Q1 transistörünün emitör akımının R13 direnci üzerinden akması gerekecek şekilde tasarlanmıştır. Bu akım güneş pili tarafından üretilen akıma karşılık gelir. Akım direnç R13 üzerinden aktığında küçük bir voltaj düşüşü oluşur. Çevirici ve çevirici olmayan girişlere voltajı sırasıyla R6 ve R7 dirençleri aracılığıyla sağlanan bir diferansiyel amplifikatör tarafından güçlendirilir. Kazanç değeri R8-R10 dirençleri tarafından kontrol edilir. Direnç R8, çıkış ile evirici giriş arasına kalıcı olarak bağlanır. Direnci 3 MΩ'dur ve karşılık gelen kazanç değeri 300'dür. R13 direncinden 100 mA'lık bir akım geçtiğinde amplifikatörün çıkış voltajı 1 V olur. Diferansiyel amplifikatörün çıkış voltajı, M1 voltmetresine benzer bir voltmetre ile ölçülür. Bu cihaz akım birimleri cinsinden kalibre edilmiştir. Bizim durumumuzda 1 V'luk bir voltaj 100 mA'lık bir akıma karşılık gelir. Direnç R8'u direnç R10'e paralel bağlarken kazanç 60'a düşürülür. Bu durumda amplifikatörün çıkışındaki 1 V'luk bir voltaj, R500'ten akan 13 mA'lık bir akıma karşılık gelir. Böylece ölçülen akım aralığını 100-500 mA değerlerini kapsayacak şekilde genişlettik. Benzer şekilde, R9 direnci R8 direncine paralel bağlandığında akımlar 0-3 A aralığında ölçülebilir. Test cihazı tasarımı Her ne kadar güneş pili test cihazı herhangi bir yöntemle yapılabilse de, baskılı devre kullanılmasını şiddetle tavsiye ediyorum. Baskılı devre kartı Şekil 6'de gösterilmektedir. XNUMX. Devrenin ayrıntılarını Şekil 7'ye göre yerleştirin. 1 ve yarı iletkenlerin polaritesini gözlemleyerek bunları lehimleyin. Şönt transistör QXNUMX'in kartın folyo tarafında bulunduğunu unutmayın. Transistörün, ısı emici görevi gören büyük bir bakır yastığa dikkatlice vidalanması gerekir. Bu durumda transistör gövdesini yalıtmaya gerek yoktur.
İdeal olarak, R6 ve R7 dirençleri uyumlu bir bağlantı oluşturmalıdır. Ancak doğru dirençler pahalıdır ve elde edilmesi zordur. Bu nedenle, 10 kOhm'luk küçük bir direnç grubunu alıp dijital multimetre kullanarak ölçmenizi öneririm. Birbiriyle eşleşen iki direnci bulmak fazla zaman almayacaktır. Kalan bileşenler R2 ve R3 dirençleri olarak kullanılabilir. Öte yandan R13 direnci sıradan bir direnç değildir. Normal bir mağazada böyle bir direnç bulabileceğinizden şüpheliyim. Ancak genellikle sarımlarda kullanılan 10 cm uzunluğunda ve 0,26 mm çapında bir tel parçasından yapılabilir. Ortaya çıkan bobinin tahtaya tam olarak oturması için teli çerçevenin (kalem) etrafına sarın. Akım ölçümünün doğruluğu, R13 direncinin değerinin seçiminin doğruluğuna bağlıdır. Doğruluğu artırmak için 10 cm'den biraz daha uzun bir tel parçasıyla başlayıp kısaltabilir, M2 ampermetreyi kullanarak mevcut değeri takip edebilirsiniz. İki ölçüm cihazı, bir kalibrasyon regülatörü ve bir aralık anahtarı, baskılı devre kartıyla birlikte herhangi bir uygun muhafazaya yerleştirilir. Bu bileşenleri bağlarken polariteye dikkat edilmelidir. Cihaza güç sağlamak için, pozitif ve negatif kutup terminallerine sahip iki adet 12 voltluk kaynak ve ortak topraklanmış bir kablo gereklidir. Güç kaynaklarının türü ve voltajı kritik değildir. İstenirse test cihazı, transistör alıcıları için iki adet 9 voltluk pil kullanılarak çalıştırılabilir. Olası güç kaynaklarından birinin şeması Şekil 8'de gösterilmektedir. XNUMX.
Muhtemelen bulunması veya yapılması en zor olanı, güneş pilleri için kontak cihazı olan bir tutucudur. Burada kendinize biraz hayal gücü göstermeniz gerekiyor. Hücrenin kendisinden biraz daha büyük olan düz bir alüminyum parçası, hücrenin arka kontağıyla bağlantı kurmak için iyi bir elektrot oluştururken, volt-ohmmetre probu güneş hücresinin ön kısmıyla mükemmel bir temas sağlar. Testi otomatikleştirmek için özel bir kelepçe satın almanız veya yapmanız gerekebilir. Söylediğim gibi, tam olarak neye ihtiyaç duyulduğunu anlamak biraz hayal gücü ve anlayış gerektirecektir.
Test cihazıyla çalışmak Test cihazının kullanımı çok kolaydır. Elemanı devreye bağlamanız, aydınlatmanız ve okuma yapmanız gerekir. Elemanın arka kontağı pozitif bir elektrottur ve test cihazının pozitif girişine bağlanır. Elemanın ön yüzeyindeki akım toplama ızgarası negatif bir elektrottur ve test cihazının topraklanmış terminaline bağlanır. Elemanın elektrotları ile güvenilir temasın sağlanması gereklidir. Oldukça düşük voltajla uğraştığımız için, küçük bir kontak direnci bile okumalarda önemli bir farklılığa neden olabilir. Güvenilir bir bağlantı sağlamak için kontakların elemana yeterince iyi bastırılması gerekir. Ancak elemanlar çok ince, kırılgan ve kırılması kolay olduğundan aşırı basınçtan kaçınılmalıdır! İyi tasarlanmış bir eleman temas cihazının kullanışlı olduğu yer burasıdır. “Kalibrasyon” regülatörü, gücün ölçüldüğü çalışma voltajını ayarlar. Genellikle bir kez 450 mV'ye ayarlanır. Ancak gerekirse çalışma voltajı değiştirilebilir. Kısacası, eğer bir test cihazınız varsa, elemanların parametrelerini tahmin etmenize gerek yok, onları ölçmelisiniz. Yazar: Byers T.
Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024 Primium Seneca klavye
05.05.2024 Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı
04.05.2024
▪ Mükemmel Çikolata Dokusunu Yaratmak ▪ Japonya 14 haneli telefon numaralarını tanıtacak ▪ 3D metal baskı için HP Metal Jet teknolojisi ▪ Ateş makinesi - depresyon için bir tedavi ▪ Dolunay çocukların uykusunu etkiliyor
▪ sitenin Güç kaynağı bölümü. Makale seçimi ▪ makale Yaşamak için yemelisiniz, yemek için yaşamamalısınız. Popüler ifade ▪ makale Artık Yılı Kim Tanıttı? ayrıntılı cevap ▪ makale Doğrultucunun hesaplanması. dizin ▪ makale Ekonomik amplifikatör. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Madeni para burnun altından kayboluyor. Odak Sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri