Gruppo: Stefano Gurrieri& Andrea Aquino
16 ottobre 2015
Classe: 4^Aie
Relazione Laboratorio
Titolo: Sorgente di energia. Il pannello solare.
Obiettivo: Misurare, sul pannello solare, la tensione erogata da esso a vuoto
e con dei carichi applicati. Calcolare la potenza massima erogata
e la corrente risultante con essa.
Strumenti e componenti: Pannello solare da 40 watt, pannello solare da
220 watt, multimetro usato come voltmetro
con collegati due puntali (rosso e nero),
cavi conduttori,una resistenza da 47 ohm e
una resistenza da 100 ohm entrambe da 7 watt,
due lampadine da 40 watt e 24 volt in continua.
Schema elettrico:
Gruppo: Stefano Gurrieri& Andrea Aquino
16 ottobre 2015
Classe: 4^Aie
Schema di montaggio:
Procedimento: Nella prima esperienza abbiamo utilizzato un pannello
solare da 40 watt nel quale abbiamo effettuato diverse misure attenendoci ad
una condizione climatica di pieno sole. Per prima cosa abbiamo misurato con
il voltmetro la tensione applicata ai connettori del pannello ovvero la tensione
a vuoto, senza un carico collegato (resistenza che tende all’infinito).
Successivamente abbiamo collegato al pannello una resistenza da 47 ohm
attraverso dei cavi conduttori e ne abbiamo misurato la tensione nei
connettori del pannello. Tale procedimento svolto per la resistenza da 47 ohm
è stato eseguito con una resistenza da 100 ohm. Dopodiche’ abbiamo
collegato le due resistenze, con dei cavi conduttori, in modo tale da metterle
in serie (R100 + R47) e le abbiamo collegate sempre con dei cavi conduttori al
pannello e nuovamente abbiamo misurato la tensione nei suoi connettori per
mezzo del voltmetro. Il medesimo procedimento utilizzato con le resistenze in
serie, lo abbiamo eseguitonuovamente, a differenza che, questa volta, le
resistenze (una da 47 ohm e una da 100 ohm) le abbiamo collegate, sempre
con dei cavi conduttori, in parallelo (R100 // R47). Analogamente a cio’ che
abbiamo svolto per le singole resistenze, lo abbiamo eseguito con un
differente carico; in questo caso una lampadina da 24 volt in continua con
una potenza di 40 watt. Abbiamo collegato i due cavi della lampadina
direttamente ai connettori del pannello solare e ne abbiamo misurato anche
questa volta, con il nostro voltmetro, la tensione erogata dal pannello sul
carico. Abbiamo anche visto che la lampadina si accende grazie
all’alimentazione fornitagli dal pannello solare. Infine abbiamo collegato
ledue lampadine in serie e ai connettori del pannello e ne abbiamo misurato
la tensione ai suoi capi. Utilizzando lo stesso svolgimento, abbiamo collegato
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16 ottobre 2015
Classe: 4^Aie
le due lampadine in parallelo. Tutto ciò, è stato eseguito anche utilizzando il
pannello solare da 220 watt.
Tabella dati:
Condizionea
mbientale
e potenza
pannello
V a vuoto
“senza carico”
R =∞
V47
R = 47Ω
V100
R = 100Ω
Vserie
R = 100Ω +47Ω
Vparallelo
R = 100Ω // 47Ω
V
Lamp.
V
Lamp.1
+
Lamp.2
V
Lamp.1
//
Lamp.2
V
c.c.
Pmax
Icon
Pmax
Sole Pieno
40 Watt
18,92
Volt
17,47
Volt
17,79
Volt
17,94
Volt
17,15
Volt
16,24
Volt
15,62
Volt
12,28
Volt
0
Volt
9,192
Watt
0,536
Ampère
Sole Pieno
220 Watt
33,37
Volt
32,98
Volt
33,15
Volt
33,19
Volt
32,60
Volt
32,35
Volt
31,80
Volt
29,88
Volt
0
Volt
33,252
Watt
1,020
Ampère
Calcoli:
R1 = 100 + 47 = 147Ω; R2 = 100Ω; R3 = 47Ω; R4 = 100 // 47 = 31,973Ω
PANNELLO 40Watt
IR1 = Vserie / R1 = 17,94 / 147 = 0,122A
IR2 = V100 / R2 = 17,79 / 100 = 0,178A
IR3 = V47 / R3 = 17,47 / 47 = 0,372A
IR4 = Vparallelo / R4 = 17,15 / 31,973 = 0,536A
---I con Pmax
PR1 = Vserie * IR1 = 17,94 * 0,122 = 2,189W
PR2 = V100 * IR2 = 17,79 * 0,178 = 3,167W
PR3 = V47 * IR3 = 17,47 * 0,372 = 6,499W
PR4 = Vparallelo * IR4 = 17,15 * 0,536 = 9,192W
---Pmax
PANNELLO 220Watt
IR1 = Vserie / R1 = 33,19 / 147 = 0,226A
IR2 = V100 / R2 = 33,15 / 100 = 0,332A
IR3 = V47 / R3 = 32,98 / 47 = 0,702A
IR4 = Vparallelo / R4 = 32,60 / 31,973 = 1,020A
---I con Pmax
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Classe: 4^Aie
PR1 = Vserie * IR1 = 33,19 * 0,226 = 7,501W
PR2 = V100 * IR2 = 33,15 * 0,332 = 11,006W
PR3 = V47 * IR3 = 32,98 * 0,702 = 23,152W
PR4 = Vparallelo * IR4 = 32,60 * 1,020 = 33,252W
---Pmax
Grafico:
Conclusioni: Dopo aver effettuato tutte le misure, che abbiamo riportato
nella tabella, abbiamo calcolato tutte le correnti (per entrambi i pannelli
solari) date dalle tensioni misurate con le resistenze come carico. Inoltre,
abbiamo notato, anche grazie al grafico, che all’aumentare del carico, la
tensione è minore ma la corrente è maggiore; di conseguenza anche la
potenza aumenta. Siamo riusciti a tracciare il grafico, grazie ai dati misurati
delle tensioni a vuoto (senza carico) e le tensioni con delle resistenze applicate
al pannello; e grazie alle correnti da noi calcolate per ciascuna tensione
corrispondente alle resistenze applicate.
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16 ottobre 2015
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