태양열 전지

베이스플레이트

베이스플레이트용 서스펜션 지시사항

솔루션 소프트웨어 CD (옵션) 인터페이스 케이블 (옵션) 태양전지 유닛

3개의 쉐이딩 플레이트 전원 코드

2 멀티미터

센서

라이트 유닛

12 케이블 (6 적색, 6 청색) 저장 장치

부하 1 부하 2 데이터 로거 인버터

고무 기포 패드 18

태양열 전지

1. 구성 장비

2. 기본 설치

1) 태양전지를 집어 내고, 쉐이딩 플레이트를 그들 칸으로부터 집어 넣는다.

2) 하부에 있는 2개의 핀이 베이스플레이트의 구멍에 일치하도록, 태양전지를 베이스플레이트 상에 둔다.

3) 나사 머리가 구멍에 삽입되도록, 방사 유닛을 베이스플레이트 하부에 위치시킨다.

4) 베이스플레이트의 측면에 형성된 리세스를 통하여 라이트 유닛의 연결 케이블을 고 정한다.

5) 라이트 유닛의 플러그 C를 태양전지 유닛의 연결 소켓 E 내로 삽입한다.

6) 지시사항에 따라 모듈을 베이스 플레이트의 공간부에 정렬한다.

7) 지시사항에 따라 측정 케이블을 어셈블리와 연결하고, 유닛의 경사를 조정한다.

8) 전원 플러그를 폴트 전류 회로 차단기를 갖는 전원 출력부와 연결한다.

9) 손잡이를 우측으로 돌려 램프를 켠다. 밝기 제어 0~10.

ST-Solar cell.hwp 2

1. 목적

서로 다른 광원이 광의 방사 및 색상(파장)에 의하여 구별 가능하다. 가시광선의 파장은 400nm(청색) 내지 800nm(적색)의 범위 내에 있다.

예를 들면 태양광선과 같은 것은 높은 청색 성분으로 인하여, 전구 광선보다는 훨씬 백색이며, 이에 따라 적색의 높은 성분으로 인하여 황색으로 보인다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 방사 센서의 출력 단 소켓은 상기에서 보는바와 같이 멀티미터에 연결된다.

2) 범위 선택 스위치는 DCV 2000mV로 연결된다.

3) 센서의 표면은 최대 측정값을 얻을 수 있도록 광원을 정면으로 마주보아야 한다.

4) 센서의 표면 및 태양전지는 측정하는 동안 그림자에 의하여 가려져서는 안 된다.

5) 값들은





6) 인공 광원으로부터의 거리를 변경하면서, 측정을 수행하여라.

광원 방사[







손전등 실내등 태양 어두운 하늘

4. Data 정리 및 토의 사항

1) 그들 성능에 있어서 다양한 광원이 어떻게 다른가?

2) 관측 결과는 무엇인가?

ST-Solar cell.hwp 4

1. 목적

태양전지는 광 에너지를 전기 에너지로 변환한다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

- 램프의 암은 “남쪽”에 위치하며, 제어기의 세기는 레벨 10으로 설정된다.

4. Data 정리 및 토의 사항

1) 태양전지의 연결 케이블이 역으로 되면, 어떤 일이 발생하는가?

2) 광량 제어기에서 서로 다른 방사 레벨로 스위치하고, 전기 모터를 관찰하여라.

태양전지와 전기 모터에서 발생하는 에너지 변환을 설명하여라.

[실험 3] 에너지 변환기로서의 태양전지 (다이오드) 1. 목적

본 설치에 따라 그림자에 의하여 가려지지 않은 상태에서, 태양전지는 가능하면 최대 에너지양을 변환한다. 태양전지가 그림자에 의하여 가려진다면, 그 고유의 기능을 상실하며, p-n을 갖는 일반적인 다이오드와 같이 기능한다. 다이오드는 그 전도성이 전류에 따라 변하는 전기 반도체 요소이다. 즉, 전기 전류가 다이오드를 통하여 일방향으로 흐른다는 것을 의미한다.

- 전방 방향 작용: 아노드에서 양극 - 역 방향으로 작용: 캐소드에서 양극

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 멀티미터의 범위 선택 스위치는 위치 DCA 2000mA(1A = 1000 mA)로 설정되어야 한다. 태양전지는 처음에는 쉐이딩 플레이트 A가 없는 상태에서 작동된다.

2) 램프의 암 위치 “남쪽”, 세기 제어기 레벨 10으로 설정한다.

ST-Solar cell.hwp 6 1) 어떤 관찰이 있었는가?

2) 태양전지(B)에서 연결을 서로 교환하여라.

어떤 관찰이 있었는가?

3) 2번의 실험을 반복하여라. 쉐이딩 플레이트를 이용하고, 방사가 없는 상태에서 한다.

어떤 관찰이 있었는가?

- 쉐이딩 플레이를 사용하지 않을 시 결과 설치 A

- 쉐이딩 플레이트를 사용하지 않을 시 결과 설치 B

- 쉐이딩 플레이트를 사용시 결과 설치 A

- 쉐이딩 플레이트를 사용시 결과 설치 B

[실험 4] 태양전지의 무부하 전압 (차광) 1. 목적

투명 실리콘 태양전지는 양극 및 음극 전하를 갖는 2개의 층으로 구성된 반도체이다. 광 에너지가 상기 셀에 입력되면, 약간의 광자가 반도체에 의하여 흡수된다. 결과적으로, 전자는 음극 층으로 부터 방출되어 외부 화로를 경유하여 반도체로부터 양극 층으로 흐른다(실험 3의 도면을 참조).

어떤 부하도 없이, 전압은 외부 접촉 단자에서 측정이 가능하며, 이는 비부하 전압 UL이다.

어느 정도의 비부하 전압이 방사 태양전지 표면에 따라 결정되는가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 램프의 암은 남쪽 위치에 있으며, 세기 제어기는 레벨 10으로 설정된다. 멀티미터의 범위 선택 스위치는 위치 DCV 2.000mv(1V=1000mV)로 설정된다.

2) 태양전지를 1/1 쉐이딩 플레이트로 완전히 커버하고, 비부하 전압을 측정하고, 그 값을 테이블에 등록하여라.

3) 1/2 커버, 1/4 커버 및 커버가 없는 상태에서 계속하고, 해당하는 전압을 측정하여, 값을 테이블에 등록하세요.

4) 다이어그램에 값들을 등록하고, 지점을 연결하여라.

ST-Solar cell.hwp 8 - 상기 측정으로부터 어떤 결론을 얻었는가?

[실험 5] 태양전지의 단락 전류 (차광) 1. 목적

투명 실리콘 태양전지는 양극 및 음극 전하를 갖는 2개의 층으로 구성된 반도체이다. 광 에너지가 상기 셀에 입력되면, 약간의 광자가 반도체에 의하여 흡수된다. 결과적으로, 전자는 음극 층으로 부터 방출되어 외부 화로를 경유하여 반도체로부터 양극 층으로 흐른다(실험 3의 도면을 참조).

어떤 부하도 없이, 전압은 외부 접촉 단자에서 측정이 가능하며, 이는 비부하 전압 UL이다.

이 전압은 0.5V이다. 만약 외부 접촉 단자가 컨덕터에 직접 연결된다면, 최대 가능 전류가 흐를 것이며, 단락 전류는 Ik이다.

어느 정도의 비부하 전압이 방사 태양전지 표면에 따라 결정되는가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 램프의 암은 남쪽 위치에 있으며, 세기 제어기는 레벨 10으로 설정된다.

2) 멀티미터의 범위 선택 스위치는 위치 DCV 2.000mA로 설정된다.

3) 태양전지를 1/1 쉐이딩 플레이트로 완전히 커버하고, 단락 전류를 측정하고, 테이블에 그 값을 기록하여라.

4) 1/2 커버, 1/4 커버 및 커버가 없는 상태에서 계속하고, 해당하는 전압을 측정하여, 값을 테이블에 등록하여라.

5) 다이어그램에 값들을 등록하고, 지점을 연결하여라.

ST-Solar cell.hwp 10 - 상기 측정으로부터 어떤 결론을 얻었는가?

[실험 6] 서로 다른 방사에서 갖는 무부하 전압 및 단락 전류

1. 목적

태양전지를 에너지 변환기로 사용할 때, 방사 정도를 계산할 수 있다. 그러나 상기의 세기는 그날 시간대, 계절 및 기후 조건에 달라진다. 어느 정도의 비부하 전압 및 단락 전류가 방사 량에 따라 결정되는가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

2개의 태양전지의 병렬 스위칭은 보다 높은 전류로 우수한 밝기를 얻을 수 있지만, 원칙적으로 단일 셀의 경우에 있어서 동일한 결과를 얻어야 한다.

1) 가장 먼저, 멀티미터는 볼트미터로서 태양전지에 연결되며, 범위 선택 스위치는 위치 DCV 2,000mV로 설정된다. 램프의 암은 남쪽에 위치하며, 세기 제어기는 잠시 동안 레벨 0에 유지된다.

2) 방사를 정의하기 위하여, 센서의 소켓을 멀티미터에 연결하여라. 범위 선택 스위치는 위치 DCV2,000mV에 설정된다.

3) 뒷면이 연결된 태양전지의 표면 중앙에 오도록 센서를 지지하고, 측정하는 동안에 센서 표면 및 태양전지를 스위치 off하지 않는다. 값은



센서는 최소한 15



4) 세기 제어기에서 0~10의 서로 다른 방사 세기를 조정하고, 해당하는 전압 값을 테이블 에 기록한다.

5) 멀티미터를 암페어미터에 연결하여라. 범위 선택 스위치는 위치 DCA 2000 mA로 설정 된다.

6) 동일한 방사 세기와 해당하는 전류 값을 테이블에 설정하여라.

7) 테이블로부터 값을 다이어그램에 옮기고, 측정 지점들을 연결한다.

ST-Solar cell.hwp 12 - 어떤 결론을 얻었는가?

Irradiation [







[실험 7] 서로 다른 방사 각도에서 태양전지의 단락 전류 1. 목적

지구에 대한 태양광의 입사각은 매일, 매년 계속 변한다.

태양광선이 정보보다는 오전에 서로 다른 각도로 고정 태양전지에 입사한다. 태양전지에 대한 광선의 입사각과 단락 전류 사이에 어떤 관계가 있는가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 멀티미터를 암페어미터로서 연결하라. 범위 선택 스위치는 DCA 2000mA의 위치에 있 어야 한다. 램프의 암은 남쪽에 위치하며, 세기 제어기는 레벨 10에 위치한다.

2) 태양전지 하우징을 위치 90도로 설정하고, 단락 전류를 측정하고, 테이블에 값을 기록하여라.

3) 15도의 각도로 단계적으로 위치 0도까지 태양전지 하우징을 회전시키고, 해당하는 값을 등록하여라.

4) 테이블로부터 값들을 다이어그램으로 옮기고, 측정 지점들을 연결하여라.

ST-Solar cell.hwp 14 - 상기의 결과에 따라 태양전지에 대한 광선의 입사각과 단락 사이에 어떤 관계가 있는가?

Angle

[°] 90 75 60 45 30 15 0

Short-circuit current [



[실험 8] 태양전자의 직렬 연결 (차광) 1. 목적

많은 전기 부하들은 0.5V의 단일 태양전지에 의한 것보다는 더 높은 전압을 필요로 한다.

따라서, 다수의 태양전지들이 직렬로 연결된다.

비부하 전압 및 단락 전류에 대한 태양전지의 직렬 연결의 효과와 태양전지를 쉐이딩 했을 때의 효과는 무엇인가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 램프의 암은 남쪽에 위치한다. 세기 제어기는 레벨 10이다.

2) 볼트미터로서 멀티미터를 연결하여라. 범위 선택 스위치는 위치 DCV 20V에 위치한다.

3) 개별 태양전지 1-1에 대한 비부하 전압을 측정하고, 테이블 1에 값을 기록하여라.

4) 제2 멀티미터를 암페어미터로서 연결하여라.

5) 범위 선택 스위치는 위치 DCA 2000mA에 설정한다. 개별 태양전지 1~4에 대한 단락 전류를 측정하고, 값을 테이블 1에 등록하여라.

6) 상기 수치에서와 같이 태양전지 1 및 2 / 1, 2 및 3 및 4개 모두를 직렬로 연결하고, 설치의 비부하 전압 및 단락 전류를 측정한다(동일한 멀티미터 셋팅을 이용).

7) 쉐이딩 플레이트를 이용하여 4개 모두의 태양전지의 직렬연결에서 가장 낮은 단락 전류로 태양전지를 쉐이딩하여라.

ST-Solar cell.hwp 16 - 개별 테이블의 분석 이후 어떤 결론을 얻었는가?

Table 1.

Solar cell 1 Solar cell 2 Solar cell 3 Solar cell 4 No-load

voltage [





Table 2.

Solar cell1

Series connection Solar cells 1+2

Series connection Solar cells 1+2+3

Series connection Solar cells 1+2+3+4 No-load

voltage [





Table 3.

No Shading

1/4 Shading

1/2 Shading

Complete Shading No-load

voltage [





[실험 9] 태양전지의 벙렬 연결 (차광) 1. 목적

많은 전기 부하들은 단일 태양전지에 의한 것보다는 더 높은 전류를 필요로 한다. 상기의 높은 전류를 얻기 위하여, 다수의 태양전지들이 병렬로 연결된다. 비부하 전압 및 단락 전류에 대한 태양전지의 병렬 연결의 효과와 태양전지를 쉐이딩 했을 때의 효과는 무엇인가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 램프의 암은 남쪽에 위치한다. 세기 제어기는 레벨 10이다.

2) 볼트미터로서 멀티미터를 연결하여라. 범위 선택 스위치는 위치 DCV 20V에 위치한다.

3) 개별 태양전지 1-1에 대한 비부하 전압을 측정하고, 테이블 1에 값을 기록하여라(또는 실험 8로부터 그 값을 이용하라).

4) 제2 멀티미터를 암페어미터로서 연결하여라.

5) 범위 선택 스위치는 위치 DCA 2000mA에 설정한 후, 개별 태양전지 1~4에 대한 단락 전류를 측정하고, 값을 테이블 1에 등록하여라.

6) 상기 수치에서와 같이 태양전지 1 및 2 / 1, 2 및 3 및 4개 모두를 병렬로 연결하고, 설치의 비부하 전압 및 단락 전류를 측정하여라(동일한 멀티미터 셋팅을 이용). 값을 테이블 2에 등록하여라.

7) 쉐이딩 플레이트를 이용하여 4개 모두의 태양전지의 병렬 연결에서 가장 낮은 단락 전류로 태양전지를 쉐이딩하고, 전류 및 전압을 테이블 3에 기록하여라.

ST-Solar cell.hwp 18 - 개별 테이블의 분석 이후 어떤 결론을 얻었는가?

Table 1.

Solar cell 1 Solar cell 2 Solar cell 3 Solar cell 4 No-load

voltage [





Table 2.

Solar cell1

Parallel connection Solar cells 1+2

Parallel connection Solar cells 1+2+3

Parallel connection Solar cells 1+2+3+4 No-load

voltage [





Table 3.

No Shading

1/4 Shading

1/2 Shading

Complete Shading No-load

voltage [





[실험 10] 태양전지의 전압 전류 특성 곡선 1. 목적

만약 부하(부하 저항)이 태양전지에 연결되어 있다면, 전압 및 전류는 특별한 값을 갖는다.

서로 다른 부하(부하 저항)에 대하여 전압 및 전류가 어떻게 변하나?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 보다 나은 결과를 위하여 측정은 병렬연결 상태에서 실시한다.

다이어그램에서 곡선은 단일 셀의 측정과 동일하다.

2) 볼트미터로서 멀티미터를 연결하여라. 범위 선택 스위치는 위치 DCV 20V(디스플레이 값 x 1000 = mV 값)으로 설정된다.

3) 암페어미터로서 다른 멀티미터를 연결하여라. 선택 스위치는 위치 DCA 2000mA로 설정된다. 램프의 암은 위치 남쪽으로 설정되고, 태양전지는 위치 90도로 설정된다.

4) 두 번의 연속 측정값이 기록된다. 상기 목적을 위하여, 세기 제어기가 레벨 10으로, 그리고 레벨 8로 설정된다.

5) 부하 2에서 부하(부하 저항) 손잡이를 정지 위치 때까지 우측으로 돌린다(최대 저항).

6) 다음에 원하는 값이 얻어 질 때까지 손잡이를 좌측으로 천천히 돌린다.

7) 테이블에 얻어진 값을 등록하여라.

8) 테이블 1 및 2의 값을 다이어그램으로 옮기고, 해당하는 측정 지점들을 연결하여라.

ST-Solar cell.hwp 20 - 다이어그램을 분석한 이후 어떤 결론을 얻었나?

Table 1. Full irradiation (Intensity controller level 10) voltage

[



current

[



Table 2. Lower irradiation (Intensity controller level 8) voltage

[



current

[



[실험 11] 효율 인자 결정 (MMP)

1. 목적

실험 10에서 측정된 전류, 전압값으로부터, 전기 전력의 값을 계산할 수 있다.

-

















2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

[최대 전력 지점 (MPP: Maximun Power Point)]

1) 실험 10, 측정 1을 실시한다.

2) 전류/전압 값으로부터 잔기 전력을 계산하고, 테이블에 기록한다.

3) 다이어그램에 전류/전압 값을 기입하고, 전력/전압 값도 기입한다.

4) 측정 지점들을 연결하고, 최대 전력 지점을 표시한다.

[태양전지의 효율 인자의 결정]

5) 효율 인자는 다음과 같이 정의된다.

효율 인자() = 출력전력/ 입력전력

ST-Solar cell.hwp 22 6) 방사를 결정하기 위하여, 센서의 소켓을 멀티미터로 연결한다. 범위 선택 스위치는 위치 DCV2000m로 설정한다.

7) 뒷면이 연결된 태양전지의 표면의 중앙에 오도록 센서를 고정한다. 측정 동안에 센서 표면 및 태양전지를 스위치 오프하지 않는다. 값은



4. Data 정리 및 토의 사항

voltage

[



current

[



ted p o w e r [



․ Calculated maximum power of the solar cell in the MPP :

․ Measured irradiation :

․ Overall surface of the 4 solar cells :

․ Irradiation power hitting the whole of the solar cell surface :

․ Efficiency factor  = = ×   %

[실험 12] 일일 과정의 시뮬레이션 1. 목적

고정 태양전지로 입사되는 태양광의 각도는 일출로부터 일몰까지 변화를 계속한다.

태양전지의 위치에 따라, 그 각도는 해당 년도의 시간에 따라 결정된다. 일축의 방향에 따른 정렬 및 수평 경사각은 최대 가능 에너지 수율에 따라 결정된다. 태양의 괘도가 유럽의 위치에 있어서 매일 변화를 계속하기 때문에, 1년 중 최대 에너지를 생산하는 태양전지의 정렬을 찾아내는 것이 중요하다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 두 개의 중앙 태양전지가 병렬로 연결된다.

2) 멀티미터를 암페어미터로 연결하여라. 범위 선택 스위치는 DCA 2000mA로 설정하고, 세기 제어기는 레벨 10으로 설정된다.

3) 동쪽 위치에 있는 램프의 암을 조정하고, 단락 전류에 대한 값을 테이블에 기록하여라.

4) 램프의 암을 천천히 서쪽으로 조정하고, 단락 전류에 대한 해당 값을 하향 조정하여라.

5) 다이어그램의 방향 상부에 해당 전류 값을 등록하여라.

ST-Solar cell.hwp 24 1) 다이어그램의 분석 이후 결론은 무엇인가 (실험 7 참조)?

E ESE SE SSE S SSW SW WSW W

Short-circuit current [



2) 연중 항상 동일한 지구로부터 보여지는 일출 일몰 시간까지의 태양 괘도의 위치는 얼마인가?

3) 상기 위치로부터 선택되는 에너지의 가장 높은 값을 갖는 태양전지의 수평 경사각은 얼마인가?

그리고, 현재 당신의 위치에 대한 값은?

4) 고려될 사항은 무엇인가?

[실험 13] 태양전지를 이용한 골드캡 캐패시터/어큐뮬레이터의 충전 1. 목적

태양전지는 방사할 때 전기 에너지를 공급한다. 만약 부하가 어두운 곳에서 작동된다면, 방사 중에 변환된 전기 에너지가 저장된다. 상기 작용은 어큐뮬레이터를 이용하여 이루어지며, 대단히 낮은 에너지를 갖는 부하에 대하여는 골드캡 캐패시터를 이용하여 이루어진다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

A. 태양전지를 직렬로 연결하고, 암페어미터로서 멀티미터를 경유하여 골드캡 캐패시터의 두개의 상부 소켓에 연결한다. 범위 선택 스위치를 위치 DCA 2000mA로 설정한다.

볼트미터로서의 다른 멀티미터를 상부 접촉 단자로 연결한다. 범위 선택 스위치를 위치 DCV 20으로 설정하라. 세기 제어기를 레벨 10으로 조정하고, 램프 암 위치를 남쪽으로 설정하라. 캐패시터가 방전되는 것을 확인하여라. 더 이상의 전류 입력이 없을 때까지 캐패시터를 충전하라. 얼마의 전압이 골드캡 캐패시터로 입력되었는가?

B. 할로겐 램프를 스위치 오프하고, 공책을 이용하여 태양전지를 완전히 가린다(밤 상황).

암페어를 관찰한다. 어떤 일이 일어났는가?

C. 골드캡 캐패시터의 상부 소켓으로 전구를 추가로 부하로서 연결하여, 캐패시터를 완전히 방전시킨 후 전구를 분리한다. 태양전지의 케이블을 골드캡 캐패시터의 두개의 하부 소켓에 연결한다. 볼트미터는 상부 소켓에 연결되어 있다. 더 이상의 전류 흐름이 없을 때까지 골드캡 캐패시터를 재충전하여라. B를 반복하라. 암페어미터를 관찰하라. 어떤 일이 일어났는가? 골드캡 캐패시터로 얼마의 전압이 인가되는가? 회로 내에서 다이오드 의 역할이 무엇인가?

ST-Solar cell.hwp 26 연결한다.

4. Data 정리 및 토의 사항

- 다이어그램으로부터 어떤 결론을 얻었는가?

Time

[Sec] 10 20 30 60 90 120 150 180 210 240 300 360 voltage

[





․ A :

․ B :

․ C :

․ D :

[실험 14] 골드캡 캐패시터/어큐뮬레이터의 방전 1. 목적

부하가 인가되면 골드캡 캐패시터가 어떻게 작동 하는가?

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 실험 13(다이오드 경유)에 따라 골드캡 캐패시터에 부하를 인가하여라.

2) 부하로서 암페어미터로서 멀티미터를 경유하여 골드캡 캐패시터의 상부 소켓에 전기 모 터를 연결하고, 범위 선택 스위치를 위치 DCA 2000mA로 설정하여라. 지금은 전기 모 터에 양극을 연결하지 하지 않는다..

3) 볼트미터로서 다른 멀티미터를 골드캡 캐퍼시터에 연결한다. 범위 선택 스위치를 위치 DCV 2000mA로 설정한다.

4) 할로겐 램프를 스위치 OFF하고, 전기 모터를 이용하여 골드캡 캐패시터를 방전하여라 (양극 케이블에 연결). 방전이 이루어지는 동안에, 전압 및 전류를 관찰한다. 방전을 위한 시간 기간을 줄인다.

5) 값을 테이블 1에 기록한다.

6) 상기의 단계들을 반복하여라. 부하로서 전구를 사용하여라.

7) 다이어그램으로 값을 이전하고, 해당하는 측정값들을 연결하여라.

ST-Solar cell.hwp 28 1) 다이어그램으로 얻을 수 있는 결론은 무엇인가?

Table 1. Electric motor as load Time

[Sec] 0 10 20 30 60 120 180 240 300 360 420 480 voltage

[





Table 1. Bulb as load Time

[Sec] 0 10 20 30 60 120 180 240 300 360 420 480 voltage

[





2) 어떤 목적으로 실험된 저장장치가 사용되었는가?

[실험 15] 분리형 시스템 설치 1. 목적

만약 태양전지가 에너지 저장장치 요소 및 부하에 연결되어 있다면, 가장 단순한 구성으로 분리형 시스템을 구성할 수 있다. 방사에 따라, 저장 장치 요소의 충전 상태, 부하의 작용, 다른 전류 흐름 및 전류 세기는 시스템 내에서 얻어진다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

아래의 다이어그램 및 회로도는 분리형 시스템을 보여준다. 다음의 실험을 실시하고, 아 래의 회로도에 화살표를 이용하여 전류 흐름의 방향으로 그려라.

A. 태양전지는 회로도 A에 따라 직렬로 연결되어 있으며, 암페어미터로서 멀티미터를 경유하여 골드캡 캐패시터의 두 개의 하부 소켓에 연결되어 있다. 범위 선택 스위치를 DCA 2000mA로 설정을 하고, 세기 제어기를 레벨 10으로 조정하고, 램프의 암을 남쪽으로 한다. 더 이상의 전류 흐름이 없을 때까지 캐패시터를 충전한다

.

B. 회로도 B 에 따라 실험을 설치하여라. 제2 멀티미디어를 암페어로서 이용하여 전기 모 터를 골드캡 캐패시터의 상부 소켓으로 연결한다. 선택 스위치를 위치 DCA 2000mA로 설정한다. 할로겐 램프는 스위치 오프된다. 전기 모터를 약 3분간 작동시킨다.

관측된 내용은 무엇인가?

ST-Solar cell.hwp 30 어떤 일이 발생하였는가?

D. 할로겐 램프를 다시 스위치 온하고, 세기 제어기를 위치 10 (회로도 D)로 설정한다.

암페어를 관찰하세요.

어떤 일이 발생하였는가?

E. 어떤 조건에 의하여 개별 요소가 분리형 시스템의 최적 기능을 충족시키는가?

4. Data 정리 및 토의 사항

[실험 16] PC를 이용한 데이터 기록:

태양전지의 전압 전류 특성 곡선 1. 목적

PC 지원 측정 기술에 의하여, 데이터의 로딩 및 처리를 통하여 스크린 상에 직접 실험 10을 통하여 얻어진 다이어그램을 디스플레이 할 수 있다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 보다 정확한 측정을 위하여 직렬연결 상태에서 실시된다.

다이어그램에서의 곡선 형상은 단일 셀을 이용한 측정의 경우와 동일하다.

2) 램프의 암은 위치 남쪽에 위치하며, 태양전지는 위치 90도로 설정한다.

3) 두 번의 측정 결과가 기록된다. 제1 다이어그램을 위하여 세기 제어기는 위치 10에 설정되며, 제2 다이어그램을 위하여 위치 8에 설정된다.

4) PC 소프트웨어 IKS-Solartrainer를 설치하고, 프로그램을 실시하라.

5) 메뉴에서 “선택”을 클릭하고, x/y 특성 곡선을 선택한다.

6) 다음의 내용을 입력하여라.

- 이름: 예를 들면, 태양전지의 IU 특성 곡선

수직 축 (전류) 최소 값 : 0 최대 값 : 200

ST-Solar cell.hwp 32 인자 : 200

옵셋 : 0

수평 축(전압) 최소 값 : 0

최대 값 : 2.2 (도트 기호) 등급 : 0.1 (도트 기호) 단위 : V

인자 : 2.5 (도트 기호) 옵셋 : 0

7) 데이터 로거 스위치 온

8) x/y 특성 곡선의 기록(로깅)을 시작하기 위하여 버턴 OK를 누른다.

빈 다이어그램 윈도우가 스크린 상에 나타난다.

9) 상기 다이어그램 윈도우에서, 전류 및 전압을 표시하는 두 개의 디지털 디스플레이를 갖는 회색 필드가 있다. 끝 위치(최대 저항)에 갈 때까지 부하 2에서 부하(부하 저항)의 손잡이를 돌려라. 버턴 OK를 누른다..

10) 측정값들이 저장된다.

그리고, 전류 30



그러면, 값 들이 다이어그램으로 이동한다.

11) 전류가 5mA 만큼 증가될 때까지 손잡이를 좌측으로 천천히 계속 돌려라. OK 버턴을 누른다. 그러면 값들이 다이어그램으로 이동한다. 전류에서 더 이상의 증가가 없을 때 까지 상기의 작업을 계속한다.

12) “Abort (중단)” 버턴을 누르면, 측정을 정치하고, 저장한다.

13) 두 번째 다이어그램을 위하여, 새로운 측정을 시작하고, 첫 다이어그램과 같이 진행한 다. 매개변수 들은 동일하나, “태양전지의 IU 특성 곡선, 낮은 방사”와 같은 다른 이름이 주어진다.

14) 특수 문자를 사용하지 말 것!!!

[실험 17] PC를 이용한 데이터 기록:

직류 전류의 교류 전류 변환 1. 목적

- 에너지원으로서 태양전지는 직류 전류를 생산한다. 많은 부하들은 작동하기 위하여 230 볼트의 교류 전류를 필요로 한다. 태양전지로부터의 에너지로 교류 전류 부하를 작동하기 위하여 인버터가 필요하다. 인버터는 12





- 분리형 시스템 및 저전압 시스템을 위하여, 높은 전력 또는 민감 부하를 위하여 사각파 형 교류 전류를 갖는 인버터가 사용된다(비용 효율). 그리고 사인파형 교류 전류 기능을 갖는 인버터도 사용된다.

- 보다 큰 발전소에서는, 전류가 동일한 전압 및 주파수(그리드 연결 작동)을 갖는 인버터 를 경유하여 공공 전력 공급 네트워크로 공급된다.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) PC 소프트웨어 프로그램을 작동한다.

2) 메뉴에서 “측정”을 클릭하고, y/t 특성 곡선을 선택한다.

3) 다음의 내용을 입력하여라.

ST-Solar cell.hwp 34 수직 축1 (전압 채널)

최소 값 : -1 최대 값 : +1

등급 : 0.2(도트 기호) 단위 : V

인자 : 2.5(도트 기호) 옵셋 : -1

활성상태 : 활성

수직 축2(전류채널) 활성상태 : 비활성

수평 축(시간 채널)

샘플링 간격 : 0.02(도트 기호) 전체 측정 시간 : 5

4) 데이터 로거 및 인버터의 스위치를 On에 위치한다.

5) 버턴 OK 를 누르면, 다이어그램이 기록된다(로깅).

6) 기록되는 동안에, “측정 중”이라는 메시지가 출력된다.

7) 설정된 전체 측정 시간이 경과하면, 측정된 곡선이 스크린 상에 나타난다.

8) 필요 시, 다이어그램을 저장한다.

9) 사각파형 교류 전류를 갖는 인버터로 연결하고, 동일한 매개 변수를 이용하여 새로운 측정을 시작하여라. (이름: z.B. 인버터 사각파형)

[실험 18] PC를 이용한 데이터 기록:

골드캡 캐패시터/어큐뮬레이터의 충전/방전 1. 목적

PC 지원 측정 기술에 의하여 PC를 통한 데이터의 로딩 및 처리를 통하 여 스크린 상에 실험 13, 14를 통하여 얻어진 다이어그램을 직접 디스 플레이할 수 있다. 이에 대하여 실험 13 및 14의 지시사항을 참조하세 요.

2. 설치

아래의 그림을 참조하여 실험을 설치한다.

3. 실험 방법

1) 실험 설치 시, 태양 전지의 음극 케이블을 데이터 로거에 아직 연결 하지 않는다.

2) 캐퍼시터가 방전되었는지 확인하라.

3) PC 소프트웨어를 설치하고, 프로그램을 작동한다.

4) 메뉴에서 “측정하기”를 클릭하고, y/t 다이어그램을 선택한다.

5) 다음의 내용을 입력하여라.

- 이름: 예를 들면, 골드캡 캐패시터 충전하기

수직 축1 (전압 채널) 최소 값 : 0

최대 값 : 1.6(도트 기호)

ST-Solar cell.hwp 36 인자 : 2.5(도트 기호)

옵셋 : 0 활성상태 : 활성

수직 축2(전류채널) 최소 값 : 0 최대 값 : 200 등급 : 10 단위 : mA 인자 : 200 옵셋 : 0 활성상태 : 활성

수평 축(시간 채널)

샘플링 간격 : 0.2(도트 기호) 전체 측정 시간 : 450

4) 데이터 로거의 스위치를 On에 위치한다.

5) 음극 케이블을 데이터 로거에 연결하고, 동시에 OK 버턴으로 프로그램을 시작하라.

설정된 시간 간격이 경과하면 측정이 자동으로 종료된다. 그렇지 않으면, 메뉴 “측정”에서 측정 취소를 선택하여 측정을 종료할 수 있다.

6) 필요 시, 다이어그램을 저장한다.

7) 실험을 설치 하지만, 골드캡의 음극 케이블을 데이터 로거에 아직 연결하지 말것.

측정을 클릭하고, y/t 다이어그램을 선택한다.

8) 다음을 입력 하여라.

- 이름 : 예를 들면, 전구를 이용한 골드캡 캐패시터의 방전

수직 축1 (전압 채널) 최소 값 : 0

최대 값 : 1.6(도트 기호) 등급 : 0.2(도트 기호) 단위 : V

인자 : 2.5(도트 기호) 옵셋 : 0

활성상태 : 활성

수직 축2(전류채널) 최소 값 : 0

최대 값 : 100 등급 : 10 단위 : mA 인자 : 200 옵셋 : 0 활성상태 : 활성

수평 축(시간 채널)

샘플링 간격 : 0.2(도트 기호) 전체 측정 시간 : 450

9) 데이터 로거를 스위치 온 한다.

10) 음극 케이블을 데이터 로거에 연결하고, OK를 눌러 프로그램을 시작한다. 설정된 시간 간격이 경과하면 측정이 자동으로 종료된다. 그렇지 않으면, 메뉴 “측정”에서 측정 취소를 선택하여 측정을 종료할 수 있다.

11) 필요 시 전기 모터를 부하로서 사용하여 실험을 반복한다.