2.3.2 Расчёт кпд солнечной батареи и коэффициента заполнения при различной плотности излучения

Для расчёта КПД солнечной батареи сравним мощность излучения, падающего на батарею от источника света и мощность, выдаваемую при этом солнечной батареей. Для этого определим площадь солнечной батареи по формуле 2.3:

S = a*b

(2.3)

где S, [м²] – площадь солнечной батареи, a, [м], b[м] – геометрические размеры батареи солнечных элементов.

S = 0.26*0,39

S = 0,1014м²

Мощность падающего излучения на солнечную батарею определим по формуле 2.4:

Wi = S* Et(среднее)

(2.4)

где Wi, [Вт] – мощность падающего излучения на солнечную батарею, S, [м²] – площадь солнечной батареи, Et(среднее) - определим из формулы 2.2.

	Wi(234) = 234*0.1014
	Wi(170) = 170*0.1014
	Wi(120) = 120*0.1014

Wi (234) = 23.7276 Вт , Wi (170) = 17.238 Вт, Wi (120) = 12.168 Вт

По таблицам: 2.1, 2.2.А, 2.2.Б. и по графикам кривых мощности рис. 2.14, рис. 2.16, рис. 2.18, определим максимальную мощность выдаваемую батареей солнечных элементов при различной плотности падающего излучения: W_max(234) = 1.9076 Вт

W_max(170) = 1.3499 Вт

W_max(120) = 0.9697 Вт

Определим КПД солнечной батареи по формуле 2.5:

(2.5)

где η – КПД, Wi, [Вт] - определяем по формуле 2.4, W_max, [Вт] – максимальная мощность, выдаваемая солнечной батареей при данной мощности падающего излучения.

η(234) = 0.0804 = 8.04%

η(170) = 0.0783 = 7.83%

η(120) = 0.0796 = 7.96%

Из значений КПД для различных уровней освещённости солнечной батареи при постоянном спектральном составе излучения можно сделать вывод, что с изменением освещённости КПД остаётся примерно постоянным, а небольшие отклонения объясняются погрешностью измерений.

Определим коэффициент заполнения как отношение максимальной мощности, выдаваемой солнечной батареей к произведению напряжения холостого хода и тока короткого замыкания. Коэффициент заполнения определим по формуле 2.6:

(2.6)

где K_z – коэффициент заполнения, W_max, [Вт] – максимальная мощность, выдаваемая солнечной батареей при данной плотности падающего излучения, U_xx,[В] – напряжение холостого хода батареи, при отсутствии внешнего потребителя, I_кз, [А] – ток короткого замыкания.

Значения W_max, U_xx, I_кз берём из таблиц 2.1, 2.2.А, 2.2.Б. для различных уровней освещённости.

K_z (234) = 0.6806

K_z (170) = 0.576

K_z (120) = 0.576

Из полученных данных можно сделать вывод, что при уменьшении мощности падающего излучения коэффициент заполнения уменьшается.