Hier war es unsere Aufgabe die Abhängigkeit des Kurzschlussstroms einer Solarzelle vom Einstrahlwinkel zu untersuchen.
Materialien:
-Solarzelle
-Experimentierkabel
-Strommessgerät
-Halogenlampe
-Stativmaterial
-Winkelschablone horizontal/vertikal
Versuchsdurchführung- Horizontale Neigung:
Wir stellten die Solarzelle so auf die Winkelscheibe, wie auf dem untenstehendem Bild.
Fällt das Licht senkrecht auf die Solarzelle, so sagen wir: der Azimut (Abweichung von der senkrechten Beleuchtung) ist 0°. Der Abstand zwischen Lampe und Solarzelle soll 25 cm betragen.
Unsere Messungen begannen wir mit einem Azimut von 0°. Wir messten den Kurzschlussstrom, dabei wurde die Lampe zuletzt eingeschaltet.
Danach messten wir den Kurzschlussstrom bei verändertem Einfallswinkel von 0° bis 90° in 10°- Schritten ( Solarzelle drehen- Mittelachse der Solarzelle bleibt im Zentrum).
Wir drehten das Solarmodul auf der Scheibe sowohl nach links als auch nach rechts und nahmen für beide Richtungen die Messwerte auf. Wir bildeten den Messwert bis zu 90° und trugen die Werte in eine Tabelle ein, dadurch werden "Inhomogenitäten" im Strahlengang ausgeglichen.
Wir erstellten ein Schaubild mit dem Azimut auf der x-Achse und dem Kurzschlussstrom auf der y-Achse.
Dann beurteilten wir den Einfluss des Einstrahlwinkels auf die Leistung einer Solarzelle und untersuchten welche Auswirkungen die Messungen für die Installation von Solarzellen haben.
Versuchsdurchführung- Vertikale Neigung:
Nun haben wir die Messungen mit verschiedenen vertikalen Neigungen wiederholt und erstellten ein Schaubild mit dem Azimut auf der x-Achse und dem Kurzschlussstroms auf der y-Achse.
Ergebnis:
Diese beiden Diagramme stellen die Veränderung des Kurzschlussstroms, einmal bei horizontaler und einmal bei vertikaler Verminderung des Neigungswinkels. Wir konnten beobachten, dass die Stromstärke bei einem senkrechten Einstrahlungswinkel (Azimut= 0°) am höchsten ist. Somit sinkt die Stromstärke mit ansteigendem Azimut.
Bei welchem vertikalen Neigungswinkel werden Solarzellen in Deutschland installiert?
Im Sommer und im Winter weist die Sonne unterschiedliche Positionen auf, deshalb werden Solarzellen in Deutschland horizontal in Richtung Süden und mit einem Neigungswinkel von 30° installiert (Optimalste Installation). Würde es Abweichungen geben, so würde es wie oben genannt zu einer Verminderung des Kurzschlussstroms führen.
von Chaymae
