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열공학 실험 - 태양전지 출력 특성 실험
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1.실험목적
-태양전기가 태양으로부터 태양에너지를 흡수하여 발생하는 기전력에 저항부하를 가하여 곡선인자와 변환효율을 구한다.
2.이론적 해석
1.개방전압(): 태양전이에 아무 것도 연결되어 있지 않은 상태(무부하 상태)의 전압, 본 시험기에서는 부하저항의 2개의 스위치가 모두 open 점에 놓여있을 때의 입력전압이다.
2.단락전류(): 태양전지를 단락시킨 상태의 전류, 본 시험기에서는 부하저항의 2개의 스위치중 1개는 open 점에, 다른 1개는 0에 놓여있을 때의 입력전류이다.
3.동작점 : 전류-전압 곡선에서 검은 점이 태양전지에서 최대 출력을내는 최적동작점이다. 최적 동작점은 태양전지에 어떤 강도의 빛을 쬐었을 때 최대의 출력을 얻을 수 있는 점이다. 이때의 전류 및 전압을 각각 최적동작전류 및 최적동작전압이라고 한다. 그리고 이때의 최대출력은 로 표시하고 와 의 곱의 값이 된다. 그러나 실제로 부하를 주었을 때는 와 와 다른 속이 빈 원으로 표시된 와 점에서 작동한다. 이점을 실제 동작점이라고 부른다.
4.곡선인자 : 곡선 인자는 다음 식으로 정의된다.
의 면적(출력, W)과 의 면적() 비이다.F.F=1이 가장 이상적이나, 일반적으로는 F.F=0.5~0.8 정도 된다.
5. 변환효율 (): 태양전지에 들어오는 빛 에너지 중 어느 정도가 전기에너지로 변환되는가를 나타내는 값으로, 다음과 같은 식으로 정의 된다.
여기서 빛의 강도는 조도계로 측정하며, 100Lux = 1정도가 된다. 태양 전지 면적은 0.236이다. 태양광의 입사 에너지를 직접 W로 계측할 수 없기 때문에 여기서는 조도 기준으로 측정한다. 참고로 하절기의 맑은 날의 태양에너지는 100이며, 이는 10만~12만 Lux에 해당된다고 문헌에 기재되어 있다. 백열등을 사용할 경우에는 300W용 2개가 300mm 떨어진 거리에서 조도는 대략 1만 Lux이다.
[실험장치]
3.실험결과 및 분석
실험 보고서
a) 조도 측정
평균 조도 : 29826 LUX
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2015.02.26
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