Paneli solar ffotofoltaig a sut i gynyddu eu heffeithlonrwydd

Cyflwyniad

Mae systemau paneli solar ffotofoltaig yn defnyddio celloedd i drosi golau haul yn drydan. Mae celloedd ffotofoltaig yn cynnwys un neu ddwy haen deunydd sy'n rhannol dargludo, fel arfer silicon. Pan fydd golau yn disgleirio ar y gell mae'n creu maes trydanol ar draws haenau gan achosi trydan i lifo. Y mwyaf yw dwyster y golau, y mwyaf yw llif y trydan. Cyfeirir at gelloedd ffotofoltaig yn ôl faint o ynni maen nhw'n eu cynhyrchu mewn golau haul llawn; a elwir yn frig cilowat neu kWp.

Y gell solar yw'r bloc adeiladu sylfaenol ar dechnoleg Ffotofoltaig Solar. Mae'r rhan fwyaf o bobl yn gyfarwydd â Chelloedd Solar Ffotofoltaig sy'n pweru cyfrifianellau. Mae'r celloedd hyn wedi'u gwifro gyda'i gilydd i ffurfio modiwl (panel solar ffotofoltaig). Mae'r modiwlau ffotofoltaig yn casglu ynni solar ar ffurf golau haul ac yn ei drosi i drydan cerrynt union. Gall gwrthdröydd drosi'r pŵer DC hwn yn gerrynt eiledol (pŵer AC, sef y math o drydan a ddefnyddir yn eich cartref).

Mae modiwlau ffotofoltaig wedi'u huno gyda'i gilydd i ffurfio system Panel Solar Ffotofoltaig. Gellir integreiddio system ffotofoltaig mawr i adeiladau i gynhyrchu trydan.

Adnoddau

Edrychwch ar y wefan wych Solar Spark (http://www.thesolarspark.co.uk/) sy'n cynnwys cyfoeth o adnoddau, animeiddiadau, sgyrsiau ac arbrofion sy'n gysylltiedig ag ynni solar.

Arbrofwch i ymchwilio i'r amrywiadau mewn pŵer trydan a gynhyrchir gyda newidiadau i a) ongl Panel Solar b) cyfeiriad Panel Solar c) Cysgod?

Cyfarpar

Paneli solar; amedrau, foltmedrau, neu amlfesuryddion; clipiau aligator; moduron trydan bach, lampau neu wrthyddion (y llwyth); taflen gofnodi

Dull a Dadansoddi Data

Atodwch y modur, neu lamp i'r panel solar gan ddefnyddio'r clip aligator mewn cylched cylchol cyflawn. Rhowch y cyfan yn yr haul a gwylio'r modur neu'r lamp yn rhedeg ar olau haul.
Defnyddiwch y foltmedr a'r amedr neu'r amlfesurydd i fesur y cerrynt yn y cylched a'r foltedd ar draws y panel solar. Cofiwch gysylltu'r foltmedr yn baralel â'r panel solar, a rhaid i'r amedr fod wedi'i gysylltu mewn cyfres. Cofnodwch eich mesuriadau. Cofiwch mai pŵer yw cynnyrch foltedd (V) a cherrynt (I), h.y. P (Watts) = V (Volts) x I (Amps).
Nawr, cysylltwch dwy gell solar gyda'i gilydd mewn cyfres ac yna yn baralel. A yw hynny'n newid pa mor gyflym mae'r modur yn rhedeg neu pa mor llachar y mae'r lamp yn disgleirio? Beth sy'n digwydd i werthoedd y foltedd a'r cerrynt?
- Pan fydd cylchedau wedi'u weiro mewn cyfres, mae foltedd (V) pob panel yn cael eu hychwanegu at ei gilydd, ond mae'r cerrynt (I) yn parhau'r un peth. Mewn cylched cyfres, rhaid i bob dyfais weithredu i'r gylched fod yn gyflawn, felly os bydd un ddyfais yn rhoi'r gorau i weithio neu wedi datgysylltu, bydd yr holl ddyfeisiau eraill yn y gyfres yn rhoi'r gorau i weithio.
- Pan fydd cylchedau wedi'u weiro mewn paralel, mae foltedd pob panel yn parhau'r un peth ac mae cerrynt pob panel yn cael ei ychwanegu. Mewn cylched paralel, mae gan bob dyfais ei gylched ei hun, felly os bydd un neu'n fwy o ddyfeisiau yn rhoi'r gorau i weithio neu'n cael ei ddatgysylltu, gall drydan barhau i lifo i'r dyfeisiau eraill (cyhyd â nad ydynt wedi'u cysylltu mewn cyfres â'r dyfeisiau sydd wedi torri/datgysylltu).
Gyda llwyth a'ch mesuryddion wedi'u cysylltu, pwyntiwch y panel tuag at yr haul. Amrywiwch ongl y panel o 0 i 90 gradd i'r llorweddol. Rhowch sylwadau ar y canlyniadau, yn enwedig yr amrywiadau o amgylch y safle 30 gradd, sef yr ongl a ddefnyddir ar gyfer y paneli fferm solar. Trafodwch pam mai dyma'r ongl ddewisol.
Nawr gosodwch y panel i 30 gradd. Newidiwch gyfeiriad y panel trwy gylchdroi'n llorweddol trwy 360 gradd gan ddefnyddio'r cwmpas i'ch helpu chi. Rhowch sylwadau ar y canlyniadau, yn enwedig yr amrywiadau yn y cyfeiriad yn union i gyfeiriad y De, sef y cyfeiriad y mae paneli fferm solar wedi'u gosod. Trafodwch pam mai dyma'r cyfeiriad dewisol.
Gwnewch nodyn o amser y dydd, gosod y panel i wynebu'r haul i'w safle cyfredol. Cofnodwch gyfeiriad a chynnig sylwadau ar y canlyniadau. Gallech chi adael eich cylched panel wedi'i gosod a dychwelyd ati ar wahanol adegau'r dydd i weld y newid yn y darlleniadau mesurydd, wrth i'r haul symud o amgylch y paneli.
Tywyllwch arwyneb blaen y panel. Cofnodwch y darlleniadau mesurydd wrth wneud hyn. Trafodwch effaith y tywyllu ar yr allbwn panel.

Casgliad

A allwch chi grynhoi sut y byddech chi'n cynllunio arae panel solar i uchafu ar faint o ynni a gynhyrchir? Rhowch eich tystiolaeth ar gyfer eich casgliad. A allwch chi adnabod unrhyw doeon neu leoliadau eraill yn eich ysgol a fyddai'n addas ar gyfer gosod paneli solar?

Gwerthusiad

Gwerthuswch sut gwnaethoch chi gynnal yr arbrawf effeithlonrwydd panel solar a sut y gellid ei wella.