太陽電池の発電量

質問

中学３年生の男子です。

今年の夏休みの物理の自由工作で、
太陽電池の角度を自動で調節する装置を作ろうと思い、
作るまではうまくいったのですが、
いざ測定となると、発電量は固定している太陽電池より10％も多くないし、
その日は快晴だったのですが、朝の９時に測定を始めて以降は
一時間ごとの発電量が右肩下がりなんです。
ちなみに太陽電池は測定時にだけ電圧計だけを直接つなぎ、それ以外は電圧計をつながず、ほったらかしにしています。
あと角度を自動調節するほうは乾電池で動かしているのでもっと差がでてほしかったのですが・・・

いったいなぜこのような結果になったのでしょうか？

回答No.5

yucco_chan

何度もすみません
>比較するときに使うのは電圧計でいいのですか？
こちらの回答をしていませんでした。
太陽電池の出力を「電流計」でショートします。
電流計を壊さないように最初は1A程度のレンジで行い、その値を見て
適切なレンジで再測定してください。

尚、太陽電池は、出力をショートさせても、壊れません。
太陽電池を使ったバッテリー充電器で過充電防止のために太陽電池の
出力をショートさせるものもあります。

回答No.4

yucco_chan

抵抗の求め方
無負荷時の電圧を V として
R=(V*0.75)^2*2/0.3
V=4Vのとき R=60オーム
この抵抗をつけて、晴天時に太陽に直角になるように太陽電池を設置して
太陽電池の電圧を測定して V の0.6倍～0.5倍になることを確認してください。
倍数が低い場合は問題ないですが、0.6倍を超えるようでしたら、
抵抗値を下げてください。
0.1倍とか0.2倍にも下がってしまうようでしたら、抵抗値を大きくして
ください。
0.1倍を0.5倍にするためには抵抗値を5倍にすれば良いです。
これで、電圧を測定し、発電量を P=V^2/R をして記録すればOKです。

回答No.3

yucco_chan

あ、そうか。
無負荷で電圧測定したんですね？
それならば、測定開始の9時から右肩下がりになる理由は分かります。
それは、太陽電池は温度に比例して出力電圧が下がる特性だからです。
（太陽電池が結晶系の場合。アモルファスはどうだったかな？）

太陽電池は、負荷をつながないと発電しません。
発電量を簡易的に計測するには、適切な抵抗を負荷にして、その電圧を
計測する。
固定した太陽電池との比較だけ（x％向上）なら、太陽電池の出力をショートした時の
電流でも可能です。

補足

回答ありがとうございます。　

では適切な抵抗とはどのようなものでしょうか（豆電とか）？
また、比較するときに使うのは電圧計でいいのですか？

回答No.2

yucco_chan

楽しそうな事をしてますね(^^)
>一時間ごとの発電量が右肩下がりなんです
あり得ないので、何かが間違ってます。
これは、固定している太陽電池も同じでしょうか？
>電圧計だけを直接つなぎ
発電量の計測方法は、電圧測定ですね？
そして、太陽電池の負荷は、抵抗ですね？
太陽電池のスペック（VpとIp）と、負荷抵抗の値を教えてください。
>角度を自動で調節する装置
太陽電池を東から南そして西方面に向ける装置ですよね？
仰角は固定でしょうか？

回答No.1

shintaro-2

>ちなみに太陽電池は測定時にだけ電圧計だけを直接つなぎ、それ以外は電圧計をつながず、ほったらかしにしています。

負荷を接続しないためです。
正しくは、負荷として電球か何かと、積算電力計を接続しておけば、違いを認識できたと思います。

補足

回答ありがとうございます。
早速明日試してみます。
ところで電球とはどのくらいの大きさの電球ですか？
豆電球でもいいのですか？
また、電圧計はつかわないほうがいいのですか？
太陽電池はスペックはわからないのですが
普通の写真ほどの大きさです。