Rendement onderzoek met Lux
Paul stelde deze vraag op 20 februari 2019 om 22:30.Beste,
Ik ben een natuurkunde verslag aan het maken over het berekenen van het rendement van een zonnecel. Het onderzoek is gedaan in een donkere kamer met een gloeilamp. Die heb ik 5 cm boven de zonnecel gehouden.
Bij het meten kwam ik uit op een spanning van 39 mV en 68 mA. Ook is er een intensiteitmeter gebruikt, die gaf een intensiteit van 49,5 kLux aan. De grootte van de zonnecel is 35,75 cm2.
Onze natuurkunde docent had het over dat één lux gelijk is aan 1 W/m2. Maar met al deze waardes kom ik uit op een rendement van 0,014% wat erg onlogisch is. Dit komt hoogstwaarschijnlijk doordat het vermogen van de lichtenergie op de zonnecel al 177 Watt is.
Ik zag dat er op internet hele andere formules gebruikt moeten worden om Lux naar W/m2 om te rekenen. Welke precies? En lijken de waardes voorderest logisch in dit onderzoek? (Bijv een veel te lage spanning enzo).
Alvast bedankt!
Reacties
Als je deze vraagbaak doorbladert met zoekwoorden "rendement zonnecel" dan kom je tientallen topics tegen met behulp waarvan je de meeste valkuilen in zo'n onderzoek wel kunt vermijden, want velen vóór jou zijn op vergelijkbare problemen gestuit.
Paul van Brakel plaatste:
Onze natuurkunde docent had het over dat één lux gelijk is aan 1 W/m2.
Op een zonnige zomerdag is de verlichtingssterkte buiten ongeveer 110 000 lux (lumen/m²) Daarbij meten we een stralingsvermogen van in de buurt van de 1 000 W/m² . Dat scheelt al ruim een factor 100....
Maar zelfs daarmee kunnen we nog helemaal niet eens zeggen dat 110 lux overeenkomt met 1 W/m² . Dat hangt helemaal van de lichtbron (lees: golflengte(s) ) af.
Daarom eentje uit die lange rij alvast:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/view.do?request.requestId=20801
Omdat een gloeilamp een heel ander spectrum heeft dan de zon zal daarvoor die verhouding lux : W/m² dus weer heel anders liggen: die verhouding is voor elke golflengte licht weer helemaal anders, met een piek rond groen licht van 555 nm van om en nabij de 650 lux voor 1 W/m². Zie de grafiek in die topic.
Wat betreft de spanning die je meet: dat verschilt per type cel, maar zou relatief onafhankelijk moeten zijn van de belichtingssterkte, dwz boven een vrij lage ondergrens loopt die spanning al niet meer significant op (de stroomsterkte wel). Ook daarvan kun je op internet legio grafieken vinden.
39 mV is daarbij wel héél laag. een gemiddelde "normale" siliciumcel geeft toch al gauw een bronspanning van 0,5-0,6 V . Omdat een cel een inwendige weerstand heeft daalt de klemspanning wel zodra je een stroom laat lopen, maar als die dan zó ver inzakt heb je een last aangesloten die helemaal niet bij die cel past. Dan lijkt het wel of je de cel bijna kortgesloten hebt. Je hebt zo te lezen nog wel wat werk te doen op het gebied van bronspanning en klemspanning, inwendige en uitwendige weerstand, optimaal (uitwendig) vermogen in een stroomkring. Zooksleutel in relatie tot zonnecellen: maximum power point
Paul van Brakel plaatste:
Dit komt hoogstwaarschijnlijk doordat het vermogen van de lichtenergie op de zonnecel al 177 Watt is.
Kortom, trek maar eens een dag (en dat is geen beeldspraak) uit voor een uitgebreid literatuuronderzoek. Doorzoeken van deze vraagbaak is een handige start. Maar Google daarna vooral in het Engels, en vergeet daarbij niet óók afbeeldingen te zoeken, die leiden je vaak naar de interessantere literatuur op dit gebied. En zoek dóór met termen die je tegenkomt. Googlen is een kunst: zonder basiskennis leer je niks bij. En alleen met wat je bijleert vind je nòg meer om bij te leren.
Eén goede eigenschap bezit je kennelijk al: je bent kritisch tegenover hetgeen je leest en verteld wordt. Gebruik die eigenschap consequent en je komt een heel eind in het scheiden van het kaf van het koren.
groet, Jan
