PV3:Solarsimulator / Wirkung Bypassdiode
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21.03.2011 Dipl.-Ing. Mathias Last FACHHOCHSCHULE STRALSUND Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Versuch Nr.: 03.1 Wirksamkeit der Bypaßdiode 1. Zielstellung Modul An zwei elektronisch simulierten Solarmodulen, die in Reihe geschaltet sind, wird an einem die Einstrahlung simuliert und dabei die Wirksamkeit der Bypaßdiode untersucht. 2. Theoretische Grundlagen Siehe: - Vorlesung - Internet „Basics of photovoltaic“ Prof. Harzfeld http://emsolar.ee.tu-berlin.de/~ilse/ 3. Versuchsaufbau Verwendete Geräte: ortveränderliches Reck „Solartrainer“ 2 x ST 02 Solarmodul - simuliert 2 x Strommeßgerät 2 x Spannungsmeßgerät Lastwiderstand RL = 395 Ω (1 A) Lastwiderstand RL = 22,7 Ω (4 A) 10 Verbindungsleitungen 1 21.03.2011 Dipl.-Ing. Mathias Last 4. Versuchsdurchführung 4.1. Bauen Sie die bei 3. angegebene Schaltung auf. Beachten Sie hierbei: - Die beiden Solarmodule werden in Reihe geschaltet. - Die zwei Lastwiderstände sind in Reihe zu schalten. - Spannungsrichtige Meßschaltung bezogen auf RL. - Die Bypaßdiode ist jeweils bei gestecktem Kurzschlußstecker wirksam. - Vom Modul 1 ist der Kurzschlußstecker für die Bypaßdiode durch ein Amperemeter ( IB1 ) zu ersetzen. - Die Modulspannung U1 ist an den Klemmen „Solarmodul“ zu messen. 4.2. Nehmen Sie jeweils die Kennlinien IB1 , P = f (U1) beginnend bei einer maximalen Modulspannung U1 und einem eingestelltem Gesamtstrom von I = 1 A auf. Der Lastwiderstand ist während dieses Versuchs nicht zu verändern ! 4.2.1. mit Bypaßdiode Einstellung am 1. Solarmodul: Modulstrom „var.“ Potentiometer „max.“ bis „min“ (variabel) Modulstrom „var.“ Potentiometer „max.“ (konstant) Einstellung am 2. Solarmodul: U1/V IB1/mA max. 15 10 5 0 -0,8 -0,9 -1,0 -1,1 -1,2 min. U /V I /A P /W Zeichnen Sie den jeweiligen Verlauf von IB1 , P = f (U1) in das Koordinatensystem auf dem Blatt 4. 4.2.2. ohne Bypaßdiode Entfernen Sie das Amperemeter für IB1 ! Wiederholen Sie die Messungen. U1/V U /V I /A P /W max. 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 Zeichnen Sie den Verlauf von P = f (U1) in das Koordinatensystem auf dem Blatt 5. 2 min. 21.03.2011 Dipl.-Ing. Mathias Last 5. Versuchsauswertung 5.1. Die Bypaßdiode wird bei der Unterschreitung einer Modulspannung von U1 = wirksam. 5.2. Bei Totalausfall eines Moduls, zum Beispiel keine Einstrahlung infolge Abschattung, beträgt die am Lastwiderstand umgesetzte Leistung mit Bypaßdiode P= W ohne Bypaßdiode P= W. 3 V 21.03.2011 Dipl.-Ing. Mathias Last FACHHOCHSCHULE STRALSUND Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Versuch Nr.: 03.2 Wirksamkeit der Bypaßdiode (II) 1. Zielstellung An zwei elektronisch simulierten Solarmodulen, die in Reihe mit einem realen Solarmodul geschaltet sind, wird an dem realen Modul die Einstrahlung simuliert und dabei die Wirksamkeit der Bypaßdiode untersucht. 2. Theoretische Grundlagen Siehe: - Vorlesung - Internet „Basics of photovoltaic“ Prof. Harzfeld http://emsolar.ee.tu-berlin.de/~ilse/ 3. Versuchsaufbau Verwendete Geräte: ortveränderliches Reck „Solartrainer“ 1 x ST 01 Solarmodulanschluß - innen 1 x ST 14 Modulgestell mit Solarmodul (10 Wp) und 100 WHalogenstrahler 2 x ST 02 Solarmodul - simuliert 2 x Strommeßgerät 2 x Spannungsmeßgerät Lastwiderstand RL = 395 Ω (1 A) Lastwiderstand RL = 22,7 Ω (4 A) 12 Verbindungsleitungen 4 21.03.2011 Dipl.-Ing. Mathias Last 4. Versuchsdurchführung 4.1. Bauen Sie die bei 3. angegebene Schaltung auf. Beachten Sie hierbei: - Die drei Solarmodule werden in Reihe geschaltet. - Die zwei Lastwiderstände sind in Reihe zu schalten. - Spannungsrichtige Meßschaltung bezogen auf RL. - Die Bypaßdiode ist jeweils bei gestecktem Kurzschlußstecker wirksam. - Vom Modul 1 ist der Kurzschlußstecker für die Bypaßdiode durch ein Amperemeter ( IB1 ) zu ersetzen. - Die Modulspannung U1 ist an den Klemmen „Spannung“ zu messen. - Alle drei Module sind so einzustellen, daß sie einen Ik = 300 mA haben. 4.2. Nehmen Sie jeweils die Kennlinien IB1 , P = f (U1) beginnend bei einer maximalen Modulspannung U1 und einem eingestelltem Gesamtstrom von I = 200 mA auf. Das Stellen von U1 erfolgt über die Einstrahlung von Modul 1 . Der Lastwiderstand ist während dieses Versuchs nicht zu verändern ! 4.2.1. mit Bypaßdiode Einstellung am 2.und 3. Solarmodul: Modulstrom „var.“ Potentiometer „max.“ (konstant) max. U1/V IB1/mA U /V I /mA P /W 1,...... U1 hier im Meßbereich 4 V messen ! 0,0 -0,7 -0,8 -0,85 min. -0,9 200 Zeichnen Sie den jeweiligen Verlauf von IB1 , P = f (U1) in das Koordinatensystem auf dem Blatt 4. 4.2.2. ohne Bypaßdiode Entfernen Sie das Amperemeter für IB1 ! Wiederholen Sie die Messungen. U1/V U /V I /mA P /W max. 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 200 Zeichnen Sie den Verlauf von P = f (U1) in das Koordinatensystem auf dem Blatt 5. 5 min. 21.03.2011 Dipl.-Ing. Mathias Last 5. Versuchsauswertung 5.1. Die Bypaßdiode wird bei der Unterschreitung einer Modulspannung von U1 = wirksam. 5.2. Bei Totalausfall eines Moduls, zum Beispiel keine Einstrahlung infolge Abschattung, beträgt die am Lastwiderstand umgesetzte Leistung mit Bypaßdiode P= W ohne Bypaßdiode P= W. 6 V
