Übung 10.1-3

Kennlinien und Probleme realer Solarzellen

 
 
Ersatzschaltbild einfache Solarzelle
Wir betrachten eine reale Solarzelle wie im Rückgrat beschrieben. Sie hat einen Serienwiderstand RSE und einen Shuntwiderstand RSH wie gezeigt.
Ü Das ist das Ersatzschaltbild
Die Konstantstromquelle erzeugt den Solarstrom IPh durch den Lichteinfall; der Solarstrom ist nicht identisch mit dem I der fließt sobald man belastet, sondern muss (vorzeichenrichtig!) zum "Junctionstrom" Ijunct = Idiode(U) – IPh "addiert" werden.
 
Wir nehmen eine reale I-U Kennlinie wie im Bild gezeigt um die wesentliche Größen zu definieren:
Kennlinie einer realen Solarzelle
Damit die Frage: Diskutiere (qualitativ wo nicht anders gefordert) den Einfluss der beiden Widerstände auf die Kennlinie. Betrachte zunächst nur die Grenzfälle mit RSE = 0 W bzw. RSH Þ ¥ W. Beschreibe den Einfluss dieser Widerstände einzeln (und dann zusammen) auf :
     
Die Leerlaufspannung UOC.
  Den Kurzschlusstrom ISC.
  Den Sperrstrom im Dunkeln fall die Soalrzelle "rückwärts" vorgespannt wird
  Den Füllfaktor FF (Die "Rechteckigkeit" der Kennlinie).
  Den Wirkungsgrad h; der durch UOC, ISC, und FF gegeben ist über:
   
   
h  =  const · UOC · ISC · FF
         
    Der Füllfaktor FF ist der Quotient der gezeigten Rechtecke bezogen auf den optimalen Arbeitspunkt.
           
Hinweise:
Beginne mit der kompletten Gleichung für die Kennlinie und betrachte die Fälle Kurzschluss und Leerlauf.
Überlege die Größenordnung sinnvoller Serienwiderstände. Ein guter Anfang ist, den Widerstand der idealen Diode bei UOC zu berechnen (mit R = dU/dI in diesem Falle).
     
Lösung


Mit Frame Mit Frame as PDF

gehe zu 10.1.2 Die reale Solarzelle

gehe zu Lösung zur Übung 10.1-3

© H. Föll (MaWi für ET&IT - Script)