k e i n u s i 1 1 4 . 8 6 0 School bouwset Elektro - mobiliteit
Een wereld vol mogelijkheden! Hoe kan zonlicht in stroom worden omgezet? Welke voorwaarden moeten daarvoor worden gecreëerd? Verschillende lichtbronnen Serieschakeling / parallelschakeling van zonnecellen Gedeeltelijk bedekken van zonnecellen met het oog op lichtfilters en bewolking De schuinte van het dak en de invloed op het vermogen
Deze en vele andere vragen worden uitgelegd door de bouwset 'Elektro - mobiliteit' D124306#1
1
INHOUDSOPGAVE
Pagina
Inleiding
Inhoudsopgave
2
De experimenteerset
3
De experimenten
3
Zinvolle hulpmiddelen
3
Algemene uitleg
3
Foto-voltaïek algemeen
De zon als energiebron
4
Foto-voltaïek
4
Het rendement
5
De verschillende zonnecellen
5
Prijzen
5
De fabricage van zonnecellen
6
Omzetting van licht in stroom
6
Voorbeelden van foto-voltaïek
7
Parallelle lichtnet toestellen
7
Eilandsystemen
7
Voorbeelden
8
De experimenten
Aanwijzingen bij de experimenten
8
Verschillende lichtbronnen en hun werking
9
De invloed van de hoeveelheid licht op de werking
10
De werking van de hoeveelheid licht bij verschillende afstanden
11
Verhoging van de spanning door serieschakeling
12
Verhoging van de stroom door parallelschakeling
12
Het gedeeltelijk bedekken van zonnecellen
13
Het bedekken van zonnecellen in een serieschakeling
14
Het bedekken van zonnecellen in een parallelschakeling
15
Lichtfilters
16
De stralingshoek
17
Nuttige aanvullingen
18
Evluatieformulier
19
2
D124306#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t De experimenteerset De experimenteerset biedt de mogelijkheid de techniek en de eigenschappen van zonnecellen voor de winning van stroom, opslag en omzetting aan de hand van experimenten te onderzoeken. Doel is het thema 'stroomopwekking door solar techniek duidelijk te maken. De zonnecellen die als basis voor de experimenten dienen bestaan uit monokristallijn silicium en zijn daardoor zeer hoogwaardig. Hierdoor bereiken we dat de experimenten ook zonder directe zonnestraling binnenshuis kunnen worden uitgevoerd. Natuurlijk hebben zonnecellen ook hier voldoende verlichting nodig. Ideaal hiervoor zijn gloeilampen (min. 60 W), halogeenlampen (min. 35 W) of LED-licht. Een bouwlamp met 100-300 W vermogen zal gelijkmatig licht voor de metingen geven. Bovendien heeft een lamp de eigenschap dat hij telkens dezelfde hoeveelheid licht afgeeft. Directe zonnestraling kan, afhankelijk van de hoeveelheid bewolking, afwijken en geeft daardoor vervuilde meetgegevens. Tl-licht is niet geschikt om metingen te doen en de werking van zonnecellen te testen. De experimenten Na een algemene inleiding in de thematiek leert men door eenvoudige experimenten de basisprincipes en verbanden in de solar techniek.. Hulpmiddelen -digitale multimeter de meetgegevens kunnen in het meetprotocol worden overgenomen en geëvalueerd - bouwlamp - spiegel - kunststof folie of karton om zonnecellen af te dekken Algemene uitleg:
accu
bussen voor verschillende experimenten
knop voor controle van laadcapaciteit rood=leeg groen=vol
bussen voor het laden van de accu in voertuig en LED in huis schakelaar om uit te zetten
bussen om de accu te laden
bussen om zonder accu te rijden/ directe solar aansluiting
D124306#1
3
E l e k t r o - m o b i l i t e i t De zon als energiebron De zon heeft 33000 keer de massa van de aarde en vormt de grootste energieopslag in ons zonnestelsel. Met een diameter van 1,392 miljoen kilometer is de zon meer dan honderd keer zo groot als de aarde. De gemiddelde afstand van de aarde tot de zon bedraagt 150 miljoen kilometer. Dagelijks bereiken ons de zonnestralen na een reistijd van 8 minuten. Daarbij legt het licht per seconde een afstand van 299792,5 km af. Als men bijvoorbeeld het licht van de Bodensee naar Flensburg zou sturen, dat is ongeveer 1000 km, dan was het licht maar een fractie van een seconde onderweg, namelijk 0,0035 seconden. Transportmiddel
Snelheid
Reisduur
raket
4050 km/h
4,2 Jahre
vliegtuig
900 km/h
19 Jahre
auto
130 km/h
132 Jahre
6 km/h
2854 Jahre
voetganger
Technisch gezien is de zon niets anders dan een reusachtige gasbol. Een onwaarschijnlijk hete gasbol en uiteraard explosief. In het binnenste heersen temperaturen van 15 miljoen graden Celsius; aan de oppervlakte zijn nog temperaturen waar te nemen van 5700 graden Celsius. De temperatuur van de zon is moeilijk te omschrijven. Laten we ons aan de hand van een lijstje proberen temperaturen voor te stellen. Zo kunnen we inschatten hoe heet de zon daadwerkelijk is.
50°-60° 90°-100° 100° 3000° 5700° 14000000°
Grad Celsius: Grad Celsius: Grad Celsius: Grad Celsius: Grad Celsius: Grad Celsius:
de woestijn overdag de temperatuur van een sauna water verdampt metaal smelt in seconden het oppervlak van de zon temperatuur in de zon
Die Temperaturen und auch der Druck im Inneren der Sonne sind so hoch, daß es zu Kernreaktionen kommt. Durch diese Kernreaktionen verbrennen jede Sekunde 4 Millionen Tonnen Materie, wobei jedes Gramm verbrannte Materie 25 000 000 kWh Energie erzeugt. Zonne-energie Energie die de mens moet leren benutten!
Foto-voltaïek De omzetting van licht in elektrische energie noemt men foto-voltaïek. De benaming komt uit het Grieks en bestaat uit de beide woorden “phos = licht” en “Volt = eenheid van elektrische spanning”. De foto-voltaïek werd al in 1839 door de Frans natuurkundige Becquerel ontdekt. Pas meer dan 100 jaar later werd de eerste zonnecel in de Bell-laboratoria ontwikkeld. Dat was in 1954. Zonne-energie is uitermate belangrijk voor de stroomverzorging van satellieten. Deze waren in het begin met grote accu’s uitgerust die na een bepaalde tijd opgebruikt waren en geen energie meer konden leveren. Intussen hebben alle satellieten zonnepanelen en worden ze gedurende meerdere tientallen jaren door een solar module betrouwbaar van energie voorzien. Toch duurde het nog ca. 40 jaar voordat zonnecellen ook voor particuliere kopers betaalbaar waren. Sinds het millennium (2000) worden steeds meer private foto-voltaïsche installaties geïnstalleerd. Wetenschappers werken er al 60 jaar aan de efficiëntie van zonnecellen te verbeteren. Maar pas sinds 20 jaar wordt er meer geld in onderzoek en ontwikkeling van zonnecellen (en andere hernieuwbare energieën gestoken. Doel van de wetenschap is de werking van zonnecellen te verbeteren maar ook de fabricage te vereenvoudigen en de levensduur te verbeteren. In de toekomst wordt steeds meer energie uit hernieuwbare bronnen gewonnen.
4
D124306#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Het rendement
De meting die het rendement van een zonnecel bepaalt wordt in een laboratorium gedaan. Daarbij moeten verschillende richtlijnen in acht worden genomen. De lichtinstraling bedraagt tijdens de meting 1000 Watt/m2. Bovendien moet een celtemperatuur van 25 graden Celsius worden aangehouden. Daarnaast wordt de luchtvochtigheid zo precies mogelijk gecontroleerd. Deze richtlijnen, die alle fabrikanten moeten naleven, maken het mogelijk zonnecellen van de meest uiteenlopende soorten te vergelijken. Maar wat is eindelijk het rendement? Het rendement drukt de verhouding tussen ingebrachte energie en gewonnen energie uit.. Voorbeeld: Wanneer 1000 Watt ingangsvermogen een uitgangsvermogen van 100 Watt opwekt, dan spreken we van een rendement van 10%.. Celtype Materiaal Rendement amorfe cel
opgedampte silicium laag
bis 7%
polykristallijne cel
silicium schijven
bis 16%
monokristallijne cel
silicium schijven
bis 20%
Nadelen van zonnecellen Zonnecellen leveren alleen stroom als er genoeg licht voorhanden is. Bij bewolking leveren ze minder energie dan bij direct zonlicht. Daarom is het belangrijk de zonnestroom op te slaan om ’s nachts of bij bewolking voldoende stroom te hebben. Autonome eilandsystemen (bijvoorbeeld deze bouwset elektro-mobiliteit) zijn met een accu en laadregelaar uitgerust en worden daar gebruikt waar er geen stroomnet is. Bijvoorbeeld in bergen, volkstuinen, bij parkeerautomaten, langs snelwegen of op het platteland in ontwikkelingslanden. Hierbij gaat het om geringe opslaghoeveelheden, maar er wordt zeer intensief aan opslagtechnologieën gewerkt en de eerste concepten om grote hoeveelheden stroom uit hernieuwbare energieën op te slaan bestaan al. Het zal in de toekomst steeds belangrijker worden om energie uit de zon te benutten. Samen met andere hernieuwbare energieën kunnen we de energiebehoefte in Duitsland en in de hele wereld dekken en daarmee de klimaatverandering terugdringen. Ook als de zon een keer niet schijnt zijn er nog wind-en waterkracht, bio-energie, geothermie (aardwarmte), zee-energie en wat op deze plek ook onder de aandacht moet worden gebracht: we kunnen zelf ook zinvoller en spaarzamer met energie omgaan. Dat wil zeggen: energie alleen gebruiken als je het echt nodig hebt en apparaten kopen die energie-efficiënt zijn, daarmee wordt bedoeld: zo weinig mogelijk energie gebruiken..
Zijn zonnecellen milieuvriendelijk? Telkens als iets wordt gefabriceerd heb je grondstoffen en energie nodig. Dit proces is bij nader inzien nooit werkelijk milieuvriendelijk. Kopers van producten kunnen er wel op letten dat deze zo milieuvriendelijk mogelijk zijn. Zonnecellen kunnen gerecycled worden, maar om ze te maken is veel energie nodig. Hoewel het energieverbruik tijdens het fabricageproces al duidelijk verminderd is en er onderzoek wordt gedaan naar nieuwe werkwijzen die nog effectiever zijn, toch heeft men voor de fabricage energie nodig. Een zonnecel heeft ongeveer 3-5 jaar nodig voordat hij de energie heeft opgewekt die nodig was tijdens de fabricage nodig was. Bij de eerste zonnecellen die op de markt kwamen duurde dat 10 jaar. Aan de andere kant moet je bedenken dat bijvoorbeeld een stroomgenerator die door diesel wordt aangedreven ook energie nodig heeft tijdens de fabricage en na de verkoop altijd met diesel gevuld moet zijn waarmee hij elektrische energie opwekt. Zonnecellen liggen ter vergelijking op het dak en leveren stroom zodra de zon schijnt. Er is bijna geen onderhoud nodig omdat er geen bewegende delen zijn. In vergelijking met andere apparaten die stroom opwekken zijn zonnecellen duidelijk milieuvriendelijker dan die apparaten die door fossiele energiedragers worden aangedreven . Zonnecellen hebben wel altijd genoeg licht nodig om dit in stroom om te kunnen zetten. Prijzen Prijstechnisch gezien is de amorfe zonnecel met afstand het goedkoopst. Deze verliest na enkele jaren duidelijk aan vermogen. De poyl-en monokristallijne zonnecellen leveren ook na vele jaren nog hetzelfde vermogen. Deze zonnecellen zijn iets duurder, maar door de langere levensduur in verhouding goedkoper.
Elektromobilität#1
5
E l e k t r o - m o b i l i t e i t De fabricage van zonnecellen Het materiaal waar zonnecellen van worden gemaakt is kwartszand. Dit wordt door een speciaal proces van onzuiverheden ontdaan en dan tot een silicium blok verwerkt. Afhankelijk van de soort cel zijn er verschillende werkwijzen noodzakelijk. Bij monokristallijne zonnecellen wordt het zogenaamde Czochralski proces toegepast. Hierbij wordt een silicium kristal in heet, vloeibaar silicium gedoopt. Het vloeibare silicium verbindt zich met het ingedoopte silicium kristal terwijl dit langzaam uit de smeltkroes wordt getrokken. Zo ontstaan silicium staven met een lengte van meer dan 1 meter en een diameter van 12 cm. Bij polykristallijne zonnecellen wordt het hete silicium in een vorm gegoten en geleidelijk afgekoeld; ook bij dit proces ontstaan silicium staven. Daanr worden deze staven in flinterdunne schijfjes (<0,5 mm) gesneden. Ieder schijfje wordt door etsen en schuren glad gemaakt. Daarna worden de beide kanten doelbewust met vreemde atomen verontreinigd. Dit noemt men doteren. Door deze dotering wordt bereikt dat de ene kant positief geladen wordt en de andere negatief wat later tot gevolg heeft dat er bij lichtinval een stroom kan gaan vloeien. De achterkant van een zonnecel wordt met een zeer dunne laag aluminium overtrokken. Deze aluminium laag dient als pluspool. De voorkant wordt ook met aluminium overtrokken, niet oppervlakte-bedekkend maar in de vorm van geleiderbanen zodat er nog wel zonlicht op het silicium kan vallen. Tenslotte wordt een soldeerlip op de geleiderbanen aangebracht die de 2e aansluiting vormt; de minpool.
geleiderbaan
soldeerlip
n-laag “-”
zonnecel silicium schijf
aluminium laag
p-laag “+”
De omzetting van licht in stroom Licht bestaat uit ontelbare minuscule energiedragers, fotonen. Als deze fotonen de zonnecel treffen, dan worden elektronen uit de n-laag vrijgemaakt. Deze elektronen proberen nu naar de p-laag te gaan. Hierdoor ontstaat een elektrische stroom. Dit gebeurt altijd van - naar +. Als er nu een verbruiker op de zonnecel wordt aangesloten, dan zal deze verplaatsing van elektronen door de verbruiker gaan en bijvoorbeeld de motoras van een motor aandrijven Een zonnecel produceert gelijkspanning. Afhankelijk van de kwaliteit van de cel kan deze spanning tussen de 0,5 en 0,65 V liggen. De grootte van de zonnecellen bepaalt de stroom. .
lichtinval
geleiderbaan
soldeerlip
n-laag “-”
motor silicium schijf
aluminium laag
p-laag “+”
Toepassingsvoorbeelden van de foto-voltaïek Solar modules worden hoofdzakelijk voor 2 soorten toepassingen in de energiewinning gebruikt: *netgekoppeld gebruik *eilandgebruik
6
Elektromobilität#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Parallelle netgekoppelde systemen
Parallelle netgekoppelde systemen dienen ervoor de stroom die door de foto-voltaïek wordt opgewekt in te brengen in het openbare stroomnet. Een dergelijk systeem heeft een zonnepaneel nodig, een omvormer om de stroom in het stroomnet in te brengen en een hoofdschakelaar. met zonnepaneel zonder zonnepaneel
omvormer om in lichtnet in te brengen
openbaar stroomnet
De omvormer (wisselrichter) zet de stroom om van gelijkspanning naar wisselspanning en voert deze in het openbare stroomnet in. Als er niet genoeg energie wordt opgewekt bijvoorbeeld ’s nachts of bij slecht weer, dan haalt de installatie de stroom uit het openbare net.
Eilandsystemen IEilandsystemen worden daar gebruikt waar geen openbare stroomvoorziening aanwezig is. Dit is bijvoorbeeld bij campers, boten, of berghutten in de bergen het geval. Om een dergelijk eilandsysteem te gebruiken heb je een solar module, laadregelaar, en batterijen, alsmede natuurlijk verbruikers zoals lampen en radio’s nodig. verbruiker 12 V laadregelaar wisselrichter
verbruiker 230 V
batterij 12 Volt
De solar module De solar module bestaat meestal uit 36 losse cellen die in serie zijn aangesloten. De stroomsterkte van de cellen is doorslaggevend voor de totale stroom. De laadregelaar De laadregelaar voorkomt dat de accu door de solar module wordt overladen omdat dit zeer schadelijk is voor de accu. Als de accu vol is, dan koppelt de laadregelaar de solar module los van de accu. Goede laadregelaars hebben ook een beveiliging tegen het volledig ontladen van een accu. Deze beveiliging zorgt ervoor dat verbruikers een accu niet beneden een vooraf bepaald spanningsniveau kunnen ontladen. Daarna koppelt de laadregelaar de verbruikers automatisch af. Als de accu weer door de solar module wordt opgeladen dan worden de apparaten weer aangesloten. Zonder beveiliging tegen volledige ontlading kan het regelmatig voorkomen dat accu’s helemaal worden leeg getrokken. Hierdoor wordt de levensduur van de accu aanzienlijk ingekort. De accu De accu dient alleen als opslag voor de stroom die door de solar module wordt aangebracht. Zo kan de accu overdag worden opgeladen en kan er ’s avonds en ’s nachts stroom van worden gebruikt. De wisselrichter De wisselrichter zet de accuspanning van 12 Volt gelijkspanning om in 230 Volt wisselspanning. Zo kunnen ook normale netapparaten aan de solar installatie worden aangesloten. Voorbeelden zijn apparaten als tv’s, lampen , radio’s etc. Elektromobilität#1
7
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Voorbeelden van toepassingen telecom station in Griekendland
standaard moduledrager met 4 zonnepanelen van elk 55 W van Siemens Solar afb: Siemens persfoto’s
Aanwijzingen bij experimenten Geschikte lichtbronnen Zonlicht is bijzonder geschikt als lichtbron. Bij slecht weer kan ook een bureaulamp met een halogeenlamp worden gebruikt. Het vermogen van deze lamp moet om en nabij ca. 50-75 Watt liggen. Men kan ook een halogeen bouwlamp vanaf ca. 100 Watt gebruiken. Bij halogeenlampen moet op de temperatuurontwikkeling worden gelet omdat deze zeer lampen zeer heet kunnen worden. Voorzichtig: verbrandingsgevaar! Afstand van de lichtbron tot de zonnecel Bij een gloeilamp van ca. 60-80 Watt adviseren we een afstand van ca. 20 cm tot de zonnecel. Bij een halogeenlamp van 150 Watt adviseren we een veiligheidsafstand van ca. 30 cm tot de zonnecel.
ACHTUNG: Die langzeitige Unterschreitung dieser Entfernungen kann zum Defekt der Solarzelle führen! Tips voor de omgang met zonnecellen Zonnecellen zijn hoogwaardige halfgeleiders en breken makkelijk. Hierdoor moet men er steeds voorzichtig mee omgaan. Tips voor de multimeter (optioneel) Lees eerst de gebruikershandleiding van de multimeter aandachtig door en hou de daarin beschreven veiligheidsmaatregelen in acht. Bewaar de handleiding van de multimeter voor later gebruik. Meting met een multimeter In het algemeen dienen de volgende meetbereiken te worden ingesteld: Stroommeting: 2000mA, gelijkstroom Spanningsmeting: 2 Volt, gelijkspanning Als de uitkomsten buiten het meetbereik vallen dient het volgende meetbereik te worden gekozen.
8
Elektromobilität#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Verschillende lichtbronnen en hun uitwerking: Niet elke lichtbron is geschikt voor de solar techniek. Eén van de beste is de zon. In het dagelijks leven komen we nog meer lichtbronnen tegen waarmee we willen experimenteren..
gloeilamp 60-80 Watt
halogeenlamp 10-20 Watt
tl-buis
lichtbron
zon
gloeilamp
halogeenlamp
tl-buis
zon
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Verschillende lichtbronnen geven verschillende waardes bij zonnecellen. De beste bron is de zon zelf. Voor de volgende experimenten hebben we als lichtbron een gloeilamp van 60-80 Watt nodig of een halogeenlamp van 15 Watt. Elektromobilität#1
9
E l e k t r o - m o b i l i t e i t De invloed van de hoeveelheid licht op de prestatie van de zonnecel Hoe meer licht een zonnecel raakt, hoe meer vermogen deze geeft. Dit willen we bewijzen door de zonnecel met een andere lichtbron te beschijnen. Bovendien spiegelen we licht.
2 x gloeilamp 60-80 Watt
gloeilamp 60-80 Watt
gloeilamp 60-80 Watt + spiegel
lichtbron
gloeilamp
2 gloeilampen
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
De hoeveelheid licht is mede verantwoordelijk voor het vermogen van de zonnecel. Een grote hoeveelheid licht betekent een groot vermogen van de zonnecel. Kleine hoeveelheden licht daarentegen een klein vermogen.
10
Elektromobilität#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Verhogen van de spanning door een serieschakeling Om de spanning van een zonnepaneel te vergroten moeten de losse zonnecellen in serie worden geschakeld. Dit is bijvoorbeeld typisch voor standaard modules die in de regel uit 36, in serie geschakelde cellen bestaan.
Bij de serieschakeling moeten een kortsluitstekker en de draad zoals afgebeeld in de bussen worden gestoken.
serieschakeling brug
afnemen van de meetwaarden
aantal zonnecellen
1 cel
2 cellen
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Als zonnecellen in serie worden geschakeld, dan neemt de totale spanning toe.
De formule hiervoor luidt: spanning van de losse onderdelen x aantal cellen = totale spanning D124306#1
11
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Verhogen van de stroom door parallelschakeling Om de stroom van een zonnepaneel te vergroten moeten de losse zonnecellen parallel worden geschakeld. Om dit te bewijzen maken we eerst de volgende schakeling. Let er op dat alleen zonnecellen van hetzelfde type parallel mogen worden geschakeld..
Bij de parallelschakeling moeten de draden zoals afgebeeld in de bussen worden gestoken.
parallelschakeling draad afnemen van de meetwaarden
aantal zonnecellen
1 cel
2 cellen
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Als aan een zonnecel een 2e cel parallel wordt geschakeld, dan verdubbelt de stroom. De formule hiervoor luidt: stroom van de lossen onderdelen x aantal cellen = totale stroom
12
D124306#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Het gedeeltelijk bedekken van zonnecellen Het gedeeltelijk bedekken van zonnecellen leidt tot aanzienlijk vermogensverlies. De verhouding tussen procentuele bedekking en het vermogen van de zonnecellen willen we nu bepalen.
bedekking 25%
bedekking 0%
bedekking 50%
Abschattungskarton
bedekking 75%
bedekking 100%
Hoe meer een zonnecel wordt bedekt, hoe minder vermogen hij zal leveren. Hierdoor is het belangrijk een schaduwvrije plek voor zonnepanelen te kiezen. bedekking in %
0%
25%
50%
75%
100%
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
D124306#1
13
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Het bedekken van zonnecellen in een serieschakeling . Het bedekken van zonnecellen in een serieschakeling leidt tot een complete uitval van het systeem omdat de afgedekte zonnecel een weerstand vormt. Een eenvoudig experiment bewijst dit.
serieschakeling brug
afnemen van de meetwaarden
bedekte cellen
geen cel
linker cel
rechter cel
beide cellen
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Als een zonnecel in een serieschakeling wordt bedekt, dan komt het totale vermogen op “NULL”. Dit betekent een gevaar voor de complete module omdat deze in de regel over 36 in serie geschakelde zonnecellen beschikken.
14
D124306#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Het bedekken van zonnecellen in een parallelschakeling Het bedekken van zonnecellen in een parallelschakeling leidt tot vermogensverlies, maar niet tot complete uitval van het systeem. Een eenvoudig experiment bewijst dit..
parallelschakeling draad afnemen van de meetwaarden
bedekte cellen
geen cel
linker cel
rechter cel
beide cellen
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Als een zonnecel in een parallelschakeling wordt bedekt, dan loopt het totale vermogen terug. Het totale vermogen van “NULL” wordt pas bereikt als alle zonnecellen bedekt zijn.. D124306#1
15
E l e k t r o - M o b i l i t ä t Lichtfilters De meest voorkomende lichtfilters in de solar techniek zijn bewolkte omstandigheden. Zo reikt het bewolkingsspectrum van licht via half tot zwaar bewolkt. Om te bepalen wat voor werking lichtfilters hebben het volgende experiment.
zonnecel
gekleurde folie
90° kleur van de folie
Transparant
Geel
Groen
Rood
bruin
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Door de filtering van het licht gaan verschillende kleurenspectra verloren. Afhankelijk van de kleur van de folie worden andere lichtspectra uitgefilterd. Daarom geeft de zonnecel telkens een ander vermogen.
16
D124306#1
E l e k t r o - m o b i l i t e i t De instralingshoek De instralingshoek heeft een aanzienlijke uitwerking op het vermogen dat een zonnecel kan afgeven. Dit experiment toont aan hoe belangrijk de uitrichting van een zonnemodule ten opzichte van de zon is.
0°
15°
Hoek (helling)
30°
0°
15°
30°
spanning in V stroom in A vermogen in W (P=Uxl)
Het grootste vermogen geeft een zonnecel als het licht er onder een hoek van 90° op valt. Hoe groter de hoek van de zonnecel ten opzichte van de lichtbron, hoe kleiner het vermogen wordt.
D124306#1
17
E l e k t r o - m o b i l i t e i t Nuttig toebehoren of aanvullingen
Digitale multimeter:
(203970)
Digitale multimeter: (203981)
Brandstofcellen-experimenteerset: (111091)
Experimenteerset "Hernieuwbare energieën": (115039)
Hydrocar met brandstofcel": (111068)
SUV met zoutwatermotor: (113901)
Solar-experimenteerset "New Generation": (109140)
18
Elektromobilität#1
