Logo
Logo

Солнечные батареи

Разбалловка

1  ?? Изменяя сопротивление нагрузки (потенциометра) при температуре помещения, исследуйте зависимость мощности СБ, отдаваемой во внешнюю цепь, от сопротивления нагрузки $P(R)$. Приведите график этой зависимости (не менее 15 точек). Определите максимальную мощность. Температура в помещении будет задана дополнительно. 

Порядок измерений следующий:

  •  при выключенном фонарике установите определенное сопротивление потенциометра, 
  •  включите фонарик и как можно быстрее произведите измерение, 
  •  после измерения напряжения сразу выключите фонарик. 

Если фонарик не выключать, то будет происходить дополнительный нагрев СБ.

1 Корректный способ расчета мощности во внешней цепи с учетом сопротивления всех элементов нагрузки 1.50
2 Измерено не менее 13 точек зависимости напряжения на СБ от сопротивления потенциометра при комнатной температуре 1.00
3 В диапазоне $\pm10\text{%}$ от $R$, соответствующего максимальной мощности, измерено не менее 3 точек 0.50
4 Указана корректная погрешность прямых измерений $U$ и $R$ 0.10
5 Рассчитана мощность во внешней цепи по измеренным точкам 0.20
6 Рассчитана погрешность мощности во внешней цепи 0.10
Построен график зависимости $P(R)$:
8 - размер и подпись осей 0.40
9 - оцифровка осей 0.40
10 - на график нанесено не менее 13 точек 0.40
11 - рассчитана и нанесена погрешность отдельных точек 0.10
12 - по точкам проведена кривая 0.30
13 Определена максимальная мощность при комнатной температуре 1.00
14 Рассчитана погрешность максимальной мощности 0.10
2  ?? Исследуйте зависимость максимальной мощности СБ, отдаваемой во внешнюю цепь, от температуры СБ (не менее 4-х значений температуры, включая комнатную). Постройте график зависимости максимальной мощности СБ от температуры $P_{\text{max}}(T)$. Графики зависимости мощности от сопротивления нагрузки для отдельных серий измерения (как в п.1) строить не обязательно. Необходимое количество точек для нахождения $P_{\text{max}}(T)$ определите самостоятельно. Приведите использованные экспериментальные данные.

Изменение температуры должно осуществляться путем изменения напряжения на элементе Пельтье. Имейте в виду, что равновесная температура при заданном напряжении устанавливается довольно долго (до 20 минут). Об установлении равновесия можно судить по прекращению значимых изменений напряжения холостого хода СБ ($U_{\text{хх}}$). Если вы после измерений при высоких температурах захотите повторить измерения при более низкой температуре, охлаждение также может занять значительное время. Учитывайте это, планируя эксперимент. Рекомендуемый диапазон изменения напряжения на выводах элемента Пельтье от 3 В до 6 В. Примерное значение напряжения отображается на блоке питания элемента Пельтье. Не превышайте рекомендуемое напряжение! В противном случае элемент Пельтье может выйти из строя. Замена элемента не предусмотрена.

1 Есть рабочий метод определения максимальной мощности при заданной температуре 0.50
2 Указана комнатная температура, при которой проводились измерения в п. 1 0.10
3 Приведены результаты измерения зависимости $P(R)$ для определения максимальной мощности при температуре выше комнатной (оцениваются три различных температуры) 3 × 1.00
4 По $U_{\text{хх}}$ определена температура СБ при температуре выше комнатной (оцениваются три различных температуры) 3 × 0.30
5 Рассчитана погрешность определения температуры СБ 0.10
6 Определена максимальная мощность при температуре выше комнатной (оцениваются три различных температуры) 3 × 0.70
7 Рассчитана погрешность максимальной мощности при температуре выше комнатной 3 × 0.10
Построен график зависимости $P(T)$:
9 - размер и подпись осей 0.40
10 - оцифровка осей 0.40
11 - на график нанесены все точки 0.40
12 - рассчитана и нанесена погрешность отдельных точек 0.10
13 - по точкам проведена кривая 0.30
3  ?? В линейном приближении определите угловой коэффициент зависимости $P_{\text{max}} (T)$.

1 Определен корректный знак углового коэффициента зависимости $P_{max}(T)$ в линейном приближении 0.50
2 Определена корректная абсолютная величина углового коэффициента зависимости $P_{max}(T)$ в линейном приближении 1.50
3 Рассчитана погрешность углового коэффициента зависимости $P_{max}(T)$ 0.10
4  ?? В предложенной ниже таблице приведены средние дневные температуры в Сочи и в Чите за период весна-лето и суммарные инсоляции тех же городов за тот же период времени. Под инсоляцией в данном случае понимается суммарная энергия солнечного излучения, приходящаяся на единицу площади (за определенный период). Предположим, что в Сочи и в Чите расположены две одинаковые СБ, которые используются оптимальным способом. Найдите отношение энергий, которые вырабатываются этими батареями в Сочи и в Чите за период с марта по август. Считайте, что вырабатываемая энергия СБ при заданной температуре прямо пропорциональна инсоляции. Используйте данные таблицы и результаты ваших измерений зависимости максимальной мощности СБ от температуры, эту зависимость считайте линейной в рассматриваемом диапазоне температур. Приведите формулы, которые вы использовали для вычислений. Сравните отношение энергий с отношением суммарных инсоляций.

1 Предложен метод определения суммарной вырабатываемой энергии как величины, пропорциональной $S$ 0.50
2 Рассчитана максимальная мощность СБ для температур в Сочи и Чите, указанных в таблице 1.00
3 Найдено отношение суммарных инсоляций в Сочи и Чите 0.50
4 Найдено отношение вырабатываемых батареей энергий за полгода в Сочи и Чите 1.00
5 Рассчитана погрешность найденного отношения вырабатываемых энергий 0.20