Napra – forgóFloarea - soarelui

Készítette: Lőrincz Kincső Molnár Zsófia

Bolyai Farkas Elméleti Líceum

2

BevezetőIntroducere

• növekvő energiaszükséglet (évente 2,3 %)• nevoie de energie crescătoare (anual 2,3 %)• fogyó tüzelőanyag-készlet – combustibili diminuând:

– széntartalék néhány száz év – carbon: câteva sute de ani– kőolajtartalék 30-60 év – petroliere: 30-60 de ani

• 43 percnyi napsugárzás = 1 évi energiaszükséglet • 43 de minute de radiaţie = nevoi asigurate timp de un an

86.8%

13.2%

Energiaforrások

Egyéb

Alternatív

3

Napelemekről általábanDespre panouri solare în general

• fényenergia → villamos energia• emergia luminii → energie electrică

• legelterjedtebb napelem-típusok: egykristályos szilícium, polikristályos szilícium, vékonyréteg és festékkel érzékenyített napelemek.• cel mai frecvent folosite tipuri: monocristalina de siliciu, policristalina de siliciu

• alkalmazás: űrobjektumok, erőművek, mindennapi használat• folos: obiecte spaţiale, centrale electrice, în gospodării

naperőmű – centrală electrică

napelemek a háztetőn - panouri pe acoperişnapelemmel működő számológép – calculator utilizând panou solar

4

Egy kis elmélet Un pic de teorie

Félvezetők - Semiconductori: • alapanyaguk általában Si kristály – materialul de bază: Si • vezetési sávbandă conductivă• tiltott sávbandă interzisă• vegyértéksávbandă de valenţă

• elektronvezetés conducerea electronilor• lyukvezetés conducerea găurilor

• szennyezett félvezetők –

e - en

erg

iája

saját vezetésconducere proprie

p-típusú n-típusú semiconductori poluaţi

5

P-n átmenetJoncţiunea p-n

• tökéletes érintkezés conexiune perfectă

• rekombináció recombinaţie

• kiürített réteg strat evacuat

• belső elektromos tér câmp electric interior

• feszültség tensiune

6

A napelem felépítése és működéseConstruirea şi funcţionarea panourilor solare

fényelnyelés - absorbţie• Működésének 3 szakasza – 3 etape: töltések szétválasztása – separarea

sarcinilor

töltések külső áramkörbe vezetése – conducerea sarcinilor în

circuituri externe

7

A napelem elektromos jellemzőiCaracteristicile electronice ale panourilor solare

• áram-feszültség (I-U) jelleggörbe → a teljesítmény meghatározható

caracteristica flux-tensiune se poate calcula puterea

• villamos paraméterek – parametri technice:-rövidzárási áram – curentul de scurtcircuit

-üresjárati feszültség – tensiunea de mers în gol-maximális teljesítmény – puterea maximă

→

8

A napelem elektromos jellemzőiCaracteristici electronice ale panourilor solare

• szabványosított vizsgálati körülmények – condiţii de test standard: – hőmérséklet - temperatură (25 ºC)– besugárzás – iradiere (1000 W/m2 ) – 30 º- os beesési szög – unghi cu măsura de 30º

• hatásfok (η) = = randament

• ηmax = 20% (nem laboratóriumi körülmények között – nu între circumstanţe de laborator)

generált villamos teljesítmény- puterea electrică generată

beeső fény teljesítménye – puterea energiei luminoase

Pv

Pf

9

A Napból érkező sugárzásRadiaţia Soarelui

• hullámhossztartomány: ultraibolyától az infravörösiggama lungimii de undă: de la ultraviolet la infraroşu

• a sugárzás intenzitása – intensitatea radiaţiei:-a világűrben – în spaţiu: 1353 W/m2

-Föld felszínén – pe suprafaţa Pământului: 925 W/m2

• ε = hν

10

MéréseinkExperimentele noastre

1. Fizikalaborban – În laboratorul de fizică:

• áramerősség vizsgálata a megvilágítás függvényében – măsurarea intensităţii curentului în funcţie de iluminare

11

a.) A napelem és fényforrás közötti távolság növelése

Creşterea distanţei dintre panou şi sursa de lumină

12

b.) A fényforrás teljesítményének növelése

Creşterea puterii sursei de lumină

c.) A fény különböző összetevőire való érzékenység

Sensibilitatea la diferite componente ale luminii

13

14

d.) Az áramerősség változása a beesési szög függvényébenModificarea intensităţii curentului în funcţie de

unghiul de iradiere

e.) Áramerősség változása a hőmérséklet függvényében

Modificarea intensităţii curentului în funcţie de temperatură

•20 ˚C : 52 μA

•- 4 ˚C : 38 μA

15

16

f.) Áramerősség csökkenése a fény útjába helyezett műanyagok hatására

Reducerea intensităţii curentului prin plasarea unor discuri de plastic în calea luminii

17

2. Szabadban În aer liber

álló helyzetben végzett mérések forgatással

Experimente executate:-în poziţie fixă-prin rotaţie

• napelem – panou solar:– üresjárati feszültség – tensiunea de mers în gol: 14 V– teljesítmény - puterea: 13 W– felület - suprafaţa: 0,6 m2

18

Álló helyzetben végzett mérések – experimente executate în poziţie fixă

a.) terhelés-mentes állapot – fără sarcină

19

b.) leterhelt állapot – sub sarcină

– napi energiatermelés – producţia de energie în timpul zilei: 13.614 J

– átlagos teljesítmény – puterea medie: 0,5 W

b.) javított álló helyzetű állapot – poziţie fixă corectată

– energiatermelés – producţia de energie: 56.059 J– átlagos teljesítmény – puterea medie: 2,1 W

20

21

Forgatás során végzett mérések – Măsurări executate prin rotaţie

– napi energiatermelés – producţia de energie: 176.989 J

– átlagos teljesítmény – puterea medie: 6,61 W

22

Grafikus összehasonlításComparaţie grafică

23

KövetkeztetésConcluzie

forgatással 3-szor nagyobb átlagteljesítmény érhető elprin rotaţie se poate obţine o putere medie de cca. 3 ori

mai mare

☼Álló

helyzet

Álló helyzet(javított)

Forgatás

Termelt energia

13.614 J 56.059 J 176.989 J

Átlagteljesít-mény

0,5 W 2,1 W 6,61 W

24

Köszönet Szász Ágota tanárnőnek és Papp Sándor, valamint Jakab – Farkas László tanár uraknak.

Köszönjük a figyelmet!Mulţumim pentru atenţie!