Solarzellen - Lichtintensität

Hallo zusammen,

bei Solarzellen gibt es die typischen Spannungs/Stromstärke Kennfelder mit den Linien für verschiedene Bestrahlungsintensitäten.
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph10/umwelt-…

Dies wollte ich mal selbst ausprobieren und habe mit einer kleinen gekapselten Solarzelle (3cm*5cm/ 0,45V/ 200mA) experimentiert. An einem sonnigen Wintertag habe ich einen 1Ohm
Widerstand an die Zelle angeschlossen. Dann habe ich diese zur Sonne
ausgerichtet und 0,54V und 81mA mit 2 Multimetern gemessen.
Danach habe ich die Zelle von der Sonne weggedreht, um den die Werte
bei ausschließlicher diffuser Strahlung zu messen. Dabei wurden mir
0,44V und 20mA angezeigt.
Schließlich habe ich auf die weggedrehte Zelle mit 2 blanken großen
Flachspiegeln gestrahlt. Ich habe eine knapp doppelt so hohe
Stromstärke wie bei direkter Bestrahlung erwartet, weil diese doch
proportional zur Lichtintensität steigen soll. Die Werte waren aber
nur 0,55V und 90mA.
Mir ist klar, dass für diesen Fall der 1Ohm Widerstand nicht optimal war. Aber als ich mit einem Poti den WIderstand so geregelt habe, dass die Leistung (=U*I) maximal wird, war ich noch immer enttäuscht.
Die Leistung bei Bestrahlung mit 2 Spiegeln lag im Maximum nur etwa 20% über der max. Leistung im Falle von Direktausrichtung durch die Sonne. Der Fall durch Bestrahlung mit 3 Spiegeln war noch enttäuschender, denn dabei schaffte ich nur etwa 30% mehr Leistung gegenüber der Direktbestrahlung.
Selbst wenn ich annehme, dass der diffuse Anteil die Hälfte an diesem
Tag ausmachte und die ReflektionsEffizienz der Flachspiegel nur zu
80% war, kann ich mir den so geringen Leistungsgewinn durch Spiegeleinsatz nicht erklären.

Wo liegt der Fehler in meinen Überlegungen und Tests?

Besten Dank,
Maxe13

Hallo,

keiner weis, was du da für Solrmodule hast.

Ich vermute, daß Sättigungseffekte ab einer gewissen Bestrahlungstärke
eine Rolle spielen, weil die Anzahl freier Ladungsträger begrenzt ist.
Gruß Uwi

Die Leistung bei Bestrahlung mit 2 Spiegeln lag im Maximum nur
etwa 20% über der max. Leistung im Falle von Direktausrichtung
durch die Sonne. Der Fall durch Bestrahlung mit 3 Spiegeln war
noch enttäuschender, denn dabei schaffte ich nur etwa 30% mehr
Leistung gegenüber der Direktbestrahlung.
Wo liegt der Fehler in meinen Überlegungen und Tests?

Anmerkung
Hallo,

1Ohm Widerstand an die Zelle angeschlossen.
0,54V und 81mA mit 2 Multimetern gemessen.

Und das macht Dich nicht stutzig?
Gruß
loderunner

Hallo loderrunner,

nee dax macht mich nicht stutzig. Habs halt gemessen.
Was ist denn da Quatsch dran?

Danke,
Maxe

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Hallo Maxe,

1Ohm Widerstand an die Zelle angeschlossen.
0,54V und 81mA mit 2 Multimetern gemessen.

Und das macht Dich nicht stutzig?

nee dax macht mich nicht stutzig. Habs halt gemessen.
Was ist denn da Quatsch dran?

Kennst du das Ohmsche Gesetz ??
Zeichen mal deine Schaltung auf und rechne nach !!

Schon mit Kopfrechnen sieht man, dass deine Messwerte und deine Schaltungsbeschreibung nicht zusammenpassen können.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

ich sehe gerade eben, daß im Ausgangsposting was von 200mA steht.
Dann liegt es wohl doch eher daran, daß du falsch gemessen hast z.B.
Innenwiderstand bei der Strommessung nicht vernachlässigbar.
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph10/mustera…
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph10/mustera…

Kontrolliere deinen Lastwiderstand (ist wirklich 1 Ohm ? ) und messe nur noch
die Spannung über diesen Widerstand. Den Strom rechne dann einfach aus.

Gruß Uwi

Ich vermute, daß Sättigungseffekte ab einer gewissen Bestrahlungstärke
eine Rolle spielen, weil die Anzahl freier Ladungsträger begrenzt ist.

Gruß Uwi

Viele Variablen
Hallo Maxe,

loderunner hat ja schon gezeigt, dass irgendwas bei der Messung schief gelaufen sein muss.

Davon abgesehen schreibst Du von „blanken Flachspiegeln“.
Was heisst das? Wie gross ist deren Reflexionsgrad?
Und in welchem Winkel bestrahlst Du die Zelle?
Wird die Zelle von der Bestrahlung mit 2 Spiegeln warm?

All das veraendert den Output.

Gruss

Michael

Hallo -

danke für Euren vielen Hinweise.
Ich Depp hab das Messen echt vermasselt, wenn ich mir die Werte nach euren Hinweisen so anschaue.
1Ohm Widerstand hatte nur der Widerstand den ich wirklich eingebaut habe. An Innenwiderstand vom Messgerät oder Solarzelle habe ich gar nicht gedacht.

Mal ne ganz blöde Frage: Wenn nen Stromkreis aus Solarzelle, Bauelement Widerstand und nem Strommessgerät habe, wie kann ich dann den gesamtWiderstand in diesem Kreis messen, wenn ich keine Ahnung habe - welche der 3 Teile den größten Brocken ausmacht?
Oder rechne ich einfach den Gesamtwiderstand, wenn ich die Spannung über der Solarzelle messe und den Strom vom Strommesser ablese?

Sorry - für die billigen Fragen, aber ich weiß es grad nicht besser.

Dank und Gruß
Maxe.

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Hallo,

Mal ne ganz blöde Frage: Wenn nen Stromkreis aus Solarzelle,
Bauelement Widerstand und nem Strommessgerät habe, wie kann
ich dann den gesamtWiderstand in diesem Kreis messen, wenn ich
keine Ahnung habe - welche der 3 Teile den größten Brocken
ausmacht?

Normalerweise kann man einen Innenwiderstand nicht direkt messen. Nur indirekt über:

Oder rechne ich einfach den Gesamtwiderstand, wenn ich die
Spannung über der Solarzelle messe und den Strom vom
Strommesser ablese?

Genau.
Das Problem: der Innenwiderstand der Solarzelle ist sowohl von der Beleuchtung als auch von der Belastung abhängig, also keine Konstante. Weshalb es spezielle Regler gibt, die eine möglichst optimale Belastung der Zellen und damit möglichst hohe Energieentnahme zu erreichen versuchen.

Sorry - für die billigen Fragen, aber ich weiß es grad nicht
besser.

Es gibt keine billigen Fragen. Wer nicht fragt, bleibt dumm. Ich weiß schließlich auch nicht alles und muss vieles erst erfragen. Für die entsprechenden Fachleute mag dann auch die eine oder andere Frage so selbstverständlich zu beantworten sein, dass sie sich über die Frage wundern. Aber wie soll man sonst was dazu lernen? Also mach nur weiter: :wink:

Gruß
loderunner