hiro/fpraktikum
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81
SZ/protokoll/protokoll.tex
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@ -903,16 +903,16 @@ Schl\"usse \"uber den Zusammenhang von \(\voc\) ziehen.
\subsection{Versuche an realistischen Verschaltungen} \subsection{Versuche an realistischen Verschaltungen}
\label{sec:auswc} \label{sec:auswc}
Die in~\ref{sec:sol6} dargestellte und schon Kurz begr\"undete Die in~\ref{sec:sol6} dargestellte und schon kurz begr\"undete
Schaltung der Solarzellen wurde gew\"ahlt um gleichm\"a\ss{}ig Schaltung der Solarzellen wurde gew\"ahlt um gleichm\"a\ss{}ig
\(\isc\) und \(\voc\) zu erh\"ohen und damit \(\isc\) und \(\voc\) zu erh\"ohen und damit
gem\"a\ss{}~\ref{eq:wirkgrad} den Wirkungsgrad zu steigern (unter der gem\"a\ss{}~\ref{eq:wirkgrad} den Wirkungsgrad zu steigern (unter der
annahme, dass \(FF=\text{const.}\) eine intensive Gr\"o\ss{}e ist). Annahme, dass \(FF=\text{const.}\) eine intensive Gr\"o\ss{}e ist).
Die Parallelschaltung sorgt dabei f\"ur die Erh\"ohung der Robustheit, Die Parallelschaltung sorgt dabei f\"ur die Erh\"ohung der Robustheit,
da bei Verschattung/Ausfall einer Zelle, diese den Stromfluss nicht da bei Verschattung/Ausfall einer Zelle, diese den Stromfluss nicht
behindert. Dementsprechend w\"ahre auch eine Reihenschaltung von behindert. Dementsprechend w\"are auch eine Reihenschaltung von
jeweils drei parallelgeschaltenen Modulen m\"oglich gewesen. jeweils drei parallelgeschalteten Modulen m\"oglich gewesen.
\subsubsection{Analyse der Kennlinien} \subsubsection{Analyse der Kennlinien}
@ -921,7 +921,8 @@ in~\ref{sec:vglhell} gewonnen. Die angegebenen Dezimalstellen stehen
nicht im Zusammenhang mit eventuellen (hier nicht im Detail nicht im Zusammenhang mit eventuellen (hier nicht im Detail
betrachteten) Messungenauigkeiten und dienen nur dem einfachen Vergleich. betrachteten) Messungenauigkeiten und dienen nur dem einfachen Vergleich.
Plots der Kennlinien finden sich im Anhang:~\ref{sec:plotsc} Plots der Kennlinien finden sich im Anhang:~\ref{sec:plotsc}
\begin{table}[h]
\begin{table}[H]
\centering \centering
\begin{tabular}{l|SSSS} \begin{tabular}{l|SSSS}
\toprule \toprule
@ -941,6 +942,12 @@ Plots der Kennlinien finden sich im Anhang:~\ref{sec:plotsc}
\label{tab:verschtab} \label{tab:verschtab}
\end{table} \end{table}
Vergleicht man die erste Zeile von~\ref{tab:verschtab} mit den Werten einer einzelnen
anorganischen Solarzelle (A8, vgl.~\ref{tab:diodano}), erkennt man, dass durch die
gewählte Verschaltung mehrerer Solarmodule eine deutliche Verbesserung des Füllfaktors
sowie des Wirkungsgrades erzielt werden konnte. Wie zu erwarten war sind auch die Werte von
\(\jsc\) und \(\voc\) um ein Vielfaches gestiegen.
\begin{table}[h] \begin{table}[h]
\centering \centering
\begin{tabular}{l|SS} \begin{tabular}{l|SS}
@ -959,10 +966,10 @@ Plots der Kennlinien finden sich im Anhang:~\ref{sec:plotsc}
\ref{tab:verschwd} speist sich aus den Fits f\"ur gro\ss{}e \(I>0\) \ref{tab:verschwd} speist sich aus den Fits f\"ur gro\ss{}e \(I>0\)
(gibt \(R_S\)) und gro\ss{}en \(I<0\) (gibt \(R_S+R_P\)), wobei (gibt \(R_S\)) und gro\ss{}en \(I<0\) (gibt \(R_S+R_P\)), wobei
letztere Fits aufgrund der form der Kennlinien (\ref{fig:hellkennfit}) letztere Fits aufgrund der Form der Kennlinien (\ref{fig:hellkennfit})
wenig Aussagekraft besitzen. Die Werte wenig Aussagekraft besitzen. Die Werte
\(R_G=\SI{4.99}{\kilo\ohm}\) und \(R_K=\SI{3.3}{\ohm}\) erkennt man in \(R_G=\SI{4.99}{\kilo\ohm}\) und \(R_K=\SI{3.3}{\ohm}\) erkennt man in
den Werten f\"ur \(R_S\) in allen Schaltungen in Korrespondenz mit den den Werten f\"ur \(R_S\) in allen Schaltungen in Korrespondenz zu den
Erwartungen wieder. F\"ur \(R_K\) als \(R_S\) in Schaltungen 1,3 Erwartungen wieder. F\"ur \(R_K\) als \(R_S\) in Schaltungen 1,3
ergeben sich im Fit gr\"o\ss{}ere Werte, da hier der Widerstand des ergeben sich im Fit gr\"o\ss{}ere Werte, da hier der Widerstand des
Solarmoduls an mehr ins Gewicht f\"allt. Bei n\"aherer Betrachtung Solarmoduls an mehr ins Gewicht f\"allt. Bei n\"aherer Betrachtung
@ -1009,24 +1016,24 @@ Solarzellen fallen konnte, um einen Stromfluss zu ermöglichen.
\label{sec:plotsc} \label{sec:plotsc}
\begin{figure}[H]\centering \begin{figure}[H]\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_hell.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/C/3x3_hell.pdf}
\caption{Hellkennlinie des 6er-Moduls} \caption{Hellkennlinie des 6er-Moduls}
\label{diag:hell6er} \label{diag:hell6er}
\end{figure} \end{figure}
\begin{figure}[H]\centering \begin{figure}[H]\centering
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_schaltung_2.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/C/3x3_schaltung_2.pdf}
\caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schalt1})} \caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schalt1})}
\label{diag:hellschalt1} \label{diag:hellschalt1}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_schaltung_3.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/C/3x3_schaltung_3.pdf}
\caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schalt2})} \caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schalt2})}
\label{diag:hellschalt2} \label{diag:hellschalt2}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_schaltung_4.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/C/3x3_schaltung_4.pdf}
\caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schalt3})} \caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schalt3})}
\label{diag:hellschalt3} \label{diag:hellschalt3}
\end{subfigure} \end{subfigure}
@ -1036,18 +1043,19 @@ Solarzellen fallen konnte, um einen Stromfluss zu ermöglichen.
\begin{figure}[H]\centering \begin{figure}[H]\centering
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_verschattung_1.pdf}
\caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schatt1})} \includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_verschattung_1.pdf}
\label{diag:verschattung1} \caption{Verschattung 1 (vgl.~\ref{fig:schatt1})}
\label{diag:verschattung1}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_verschattung_2.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/C/3x3_verschattung_2.pdf}
\caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schatt2})} \caption{Verschattung 2 (vgl.~\ref{fig:schatt2})}
\label{diag:verschattung2} \label{diag:verschattung2}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/C/3x3_verschattung_3.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/C/3x3_verschattung_3.pdf}
\caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schatt3})} \caption{Verschattung 3 (vgl.~\ref{fig:schatt3})}
\label{diag:verschattung3} \label{diag:verschattung3}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\caption{Kennlinien für verschiedene Verschattungen} \caption{Kennlinien für verschiedene Verschattungen}
@ -1056,17 +1064,17 @@ Solarzellen fallen konnte, um einen Stromfluss zu ermöglichen.
\begin{figure}[H]\centering \begin{figure}[H]\centering
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_2_rsrp.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_2_rsrp.pdf}
\caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schalt1})} \caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schalt1})}
\label{diag:hellschalt1fit} \label{diag:hellschalt1fit}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_3_rsrp.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_3_rsrp.pdf}
\caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schalt2})} \caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schalt2})}
\label{diag:hellschalt2fit} \label{diag:hellschalt2fit}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_4_rsrp.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_4_rsrp.pdf}
\caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schalt3})} \caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schalt3})}
\label{diag:hellschalt3fit} \label{diag:hellschalt3fit}
\end{subfigure} \end{subfigure}
@ -1077,17 +1085,17 @@ Solarzellen fallen konnte, um einen Stromfluss zu ermöglichen.
\begin{figure}[H]\centering \begin{figure}[H]\centering
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_2_rs.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_2_rs.pdf}
\caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schalt1})} \caption{Schaltung 1 (vgl.~\ref{fig:schalt1})}
\label{diag:hellschalt1fit1} \label{diag:hellschalt1fit1}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_3_rs.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_3_rs.pdf}
\caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schalt2})} \caption{Schaltung 2 (vgl.~\ref{fig:schalt2})}
\label{diag:hellschalt2fit1} \label{diag:hellschalt2fit1}
\end{subfigure} \end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering \begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.5\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_4_rs.pdf} \includegraphics[width=.6\columnwidth]{figs/python/3x3_schaltung_4_rs.pdf}
\caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schalt3})} \caption{Schaltung 3 (vgl.~\ref{fig:schalt3})}
\label{diag:hellschalt3fit1} \label{diag:hellschalt3fit1}
\end{subfigure} \end{subfigure}
@ -1095,6 +1103,31 @@ Solarzellen fallen konnte, um einen Stromfluss zu ermöglichen.
\label{fig:hellkennfit1} \label{fig:hellkennfit1}
\end{figure} \end{figure}
\begin{figure}[H]\centering
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.45\columnwidth]{figs/python/huge_hell_rs.pdf}
\caption{13er Modul ohne Verbraucher mit \(R_S\)-Fit}
\label{diag:hugehellrs}
\end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.45\columnwidth]{figs/python/huge_hell_rsrp.pdf}
\caption{13er Modul ohne Verbraucher mit \(R_S\)- und \(R_P\)-Fit}
\label{diag:hugehellrsrp}
\end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.45\columnwidth]{figs/python/huge_verbraucher_rs.pdf}
\caption{13er Modul mit Verbraucher mit \(R_S\)-Fit}
\label{diag:hugeverbrrs}
\end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{1\textwidth}\centering
\includegraphics[width=.45\columnwidth]{figs/python/huge_verbraucher_rsrp.pdf}
\caption{13er Modul mit Verbraucher mit \(R_S\)- und \(R_P\)-Fit}
\label{diag:hugeverbrrsrp}
\end{subfigure}
\caption{Kennlinien des 13er Solarmoduls}
\label{fig:huge}
\end{figure}
\section{Literatur} \section{Literatur}
\label{sec:literatur} \label{sec:literatur}