background image

 

Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii 

 

 

Ćwiczenie 2 

 

WSPÓŁPRACA JEDNAKOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH 

W RÓŻNYCH KONFIGURACJACH POŁĄCZEŃ 

 
 

Opis stanowiska pomiarowego 

 

Stanowisko  do  analizy  współpracy  jednakowych  ogniw  fotowoltaicznych  w  różnych 

konfiguracjach składa się z: 

 

 z  dwóch  jednakowych  paneli

 

fotowoltaicznych,  krzemowych,  polikrystalicznych, 

 

każde o mocy 5 W, 

  

zestawu  żarówek,  zapewniających  sztuczne  oświetlenie,  zastępujące  światło 
słoneczne, 

  

obciążenia (oporniki), 

  

woltomierzy  i  amperomierzy  cyfrowych,  luksomierza,  piranometru  -  miernika  do 
pomiaru  gęstości  mocy  promieniowania  (W/m

2

)  oraz  bezdotykowego  termometru  na 

podczerwień. 

 

Przebieg ćwiczenia 

 

 

Celem  ćwiczenia  jest  wyznaczenie  parametrów  eksploatacyjnych  i  charakterystyk 

prądowo  –  napięciowych  paneli  fotowoltaicznych  pracujących  w  różnych  konfiguracjach 
połączeń. 

Pomiary  przeprowadza  się  w  warunkach  sztucznego  oświetlenia  halogenowego  (o 

typowej temperaturze barwowej 2700 K), umieszczonego prostopadle do powierzchni paneli.  

Na rysunku 2.1 przedstawiono schematy zastępcze układów z połączeniem szeregowym i 

równoległym modułów. 
 

A

R

PV1

PV2

V

 

A

R

PV1

PV2

V

 

 

Rys.2.1. Konfiguracje połączeń paneli fotowoltaicznych. Oznaczenia: szeregowa (a), równoległa (b) 

 

Zakres  ćwiczenia  obejmuje  wyznaczenie  charakterystyk  prądowo  –  napięciowych 

poszczególnych paneli oraz paneli w różnych konfiguracjach połączeń. 

background image

 

Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii 

 

 

Przykładowe wyniki dla identycznych modułów pokazano na rysunku 2.2 i rysunku 2.3. 

 

Napięcie ogniwa [V]

P

d

 o

gn

iw

a

 [

A

]

E=const
T=const

Isc

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0

1

2

3

4

Uoc

2Uoc

+

-

 

 

Rys.2.2. Wpływ połączenia szeregowego identycznych modułów 

na charakterystykę prądowo – napięciową 

 

Napięcie ogniwa [V]

P

d

 o

gn

iw

a

 [

A

]

E=const
T=const

Isc

2Isc

0

0,2

0,4

0

2

4

Uoc

+

-

6

8

0,1

0,3

0,5

 

 

Rys.2.3. Wpływ połączenia równoległego identycznych modułów 

na charakterystykę prądowo – napięciową 

 
Należy  jednak  mieć  na  uwadze,  że  w  rzeczywistości,  wskutek  występujących 

odchyłek  konstrukcyjno  –  technologicznych  badane  moduły  nie  mają  identycznych 
charakterystyk. 

W pierwszej części  ćwiczenia  wyznaczyć  należy  charakterystyki  prądowo  – napięciowe 

modułów składowych, jak w ćwiczeniu 1, a następnie układy połączyć odpowiednio: 

1.  do  wyznaczania  wypadkowej  charakterystyki  prądowo  –  napięciowej  modułów  

połączonych szeregowo (rys.2.1a), 

background image

 

Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii 

 

 

2.  do  wyznaczania  wypadkowej  charakterystyki  prądowo  –  napięciowej  modułów 

połączonych równolegle (rys.2.1b). 

Wyniki pomiarów należy zapisać w tablicy 2.3. 

 

Sprawozdanie z przebiegu ćwiczenia 

 

Sprawozdanie z przebiegu ćwiczenia powinno zawierać: 

 

schematy połączeń układów pomiarowych, 

  przykładowe obliczenia (dla każdej tablicy) z pełną dyskusją jednostek, 
  wszystkie wyniki pomiarów i obliczeń (w postaci tablic 2.1-2.3),  
 

wykresy charakterystyk prądowo – napięciowych I=f(U) poszczególnych modułów,  

 

wykresy  wypadkowych  charakterystyk  prądowo  –  napięciowych  modułów  w  obu 
konfiguracjach,  wyznaczone  zarówno  z  pomiarów  jak  i  metodą  graficzną  (superpozycja 
charakterystyk  składowych  we  wspólnych  układach  współrzędnych  z  wynikami 
pomiarów), 

  wnioski. 

 

Tablica 2.1. Warunki pracy (zmierzone na początku ćwiczenia) - wyniki uzyskane  

z pomiarów i obliczeń 

Numer 
punktu 
pomiarowego 

Gęstość mocy 

promieniowania 

E [W/m

2

Średnia gęstość 

mocy 

promieniowania   

E

śr

 [W/m

2

]

 

Natężenie 

światła 

E

św

 [lx] 

Średnie 

natężenie 

światła 

E

św

 [lx] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tablica 2.2. Temperatura powierzchni modułów (mierzona w trakcie wykonywania pomiarów prądu i 

napięcia dla danej konfiguracji) - wyniki uzyskane z pomiarów i obliczeń 

Numer 
punktu 
pomiarowego 

Temperatura T [ C] 

Średnia temperatura   T [ C]    

moduł 

moduł 

szereg. 

równol. 

szereg. 

równol. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii 

 

 

Tablica 2.3. Konfiguracje połączeń- wyniki pomiarów i obliczeń 

L.p.  

Średnia gęstość 

mocy 

promieniowania 

E

śr

 [W/m

2

]

 

Średnia 

temperatura   

T [ C]    

Napięcie U 

[V] 

Prąd I 

[A] 

Moc P 

[W] 

Współczynnik 

wypełnienia FF 

Sprawność 

η            

[%] 

MODUŁ PIERWSZY 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

11 

 

 

 

12 

 

 

 


 


 


 


 

MODUŁ DRUGI 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

11 

 

 

 

12 

 

 

 


 


 


 


 

KONFIGURACJA SZEREGOWA  MODUŁÓW 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

11 

 

 

 

12 

 

 

 


 


 


 


 

KONFIGURACJA RÓWNOLEGŁA  MODUŁÓW 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

 

 

 

11 

 

 

 

 

 

 

12 

 

 

 

 

 

 


 

 


 


 


 

 

 

 
 

Bibliografia 

 

1.  Jastrzębska  G.:  Odnawialne  źródła  energii  i  pojazdy  proekologiczne,  Wydawnictwa  Naukowo-

Techniczne, wyd. II, Warszawa 2009. 

2.  Kandyda  A.,  Rodacki  T.:  Przetwarzanie  energii  w  elektrowniach  słonecznych,  Wydawnictwo 

Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000. 

3.  Pluta  Z.:  Słoneczne  instalacje  energetyczne,  Oficyna  Wydawnicza  Politechniki  Warszawskiej, 

Warszawa, 2003. 

4.  Sarniak  M.T.:  Podstawy  fotowoltaiki,  Oficyna  Wydawnicza  Politechniki  Warszawskiej,  Warszawa 

2008.