Medição da produção de painéis solares para projeto da feira de ciências

Estou na 7ª série e estou fazendo um projeto de feira de ciências usando diferentes matrizes de painéis solares. Eu tenho 3 configurações diferentes com 6 mini painéis conectados. Para cada configuração, tenho todos os fios positivos conectados e todos os fios negativos conectados. Estou usando um multímetro para medir a tensão e os amplificadores. Se eu multiplicar os amplificadores pela tensão, isso me dará uma indicação precisa da saída para cada uma das três configurações? Agradeço antecipadamente por sua ajuda!

Infelizmente, não é assim tão fácil.

Se você conectar cargas diferentes a uma célula, a tensão e a corrente através da carga serão (é claro) diferentes. Se você desenhar uma curva com todos esses pontos de corrente x tensão, ela se parecerá com a violeta da figura:

Se você medir a tensão com um multímetro (nenhuma outra carga conectada), nenhuma corrente flui através dele e você obtém Vmax.
Se você medir apenas a corrente, cria um curto-circuito, para que não haja tensão. Dessa forma, você mede Imax.

Agora, basta multiplicar Vmax e Imax para obter o retângulo azul claro (parcialmente sobreposto pelo amarelo). Mas esse não é o valor correto, porque, como dito, a corrente em Vmax é zero e também a potência!

Se você realizar suas medições com as cargas e desenhar uma curva de (tensão * corrente) vs. tensão, você obtém a curva verde. Ele mostra que potência é fornecida pela célula em que voltagem. Você pode ver claramente que há um máximo, e a potência correspondente é o retângulo amarelo.

Portanto, o retângulo amarelo mostra a potência máxima real, que é muito menor do que a calculada por Vmax * Imax.

Eu acho que você pode medir Vmax e Imax para todas as suas configurações das células, e isso dá uma espécie de dica de qual delas dá mais potência. Mas também pode ser interessante aplicar vários resistores diferentes e a essa medição de tensão e corrente.

EDITAR:

Para o seu projeto, você pode usar um potenciômetro, assim:

Ao girar o botão, você pode alterar a resistência entre um terminal externo e o meio. Seria melhor ter dois multímetros, um para medir tensões e outro para medir correntes. Conecte-o assim, deixando um dos terminais externos desconectados:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

e você pode facilmente girar um pouco o botão, ler a corrente e a tensão e inseri-lo em uma planilha do Excel para gerar curvas semelhantes às minhas.

O potenciômetro deve ser capaz de lidar com a potência máxima que suas células podem fornecer, o que pode ser estimado em Imax * Vmax (por célula). Também não tenho certeza de qual resistência recomendar, você pode usar dois, um na faixa de 100kOhm a 1MOhm, um na faixa de 1-10kOhm, para poder medir com cargas baixas e altas. Pode ser, você tem alguém para pedir essas coisas, como um professor?

Além disso pensa que você poderia medir (com uma célula):

• Vários níveis de luz
• Célula sob luz solar direta do lado de fora e luz solar direta através de uma janela
• Célula quente e fria

Como dito na outra resposta: é muito bom saber que você está interessado nessas coisas nessa idade, e eu realmente o incentivo a continuar. Pode ser, você pode nos mostrar seus resultados mais tarde?

Não esqueça que seus painéis podem ser em série e depois em paralelo.

Eu acho que a maneira como você tem sua configuração é considerada "paralela".

apenas meus 2 centavos no valor.

mas fico feliz em ver que alguém da 7ª série está realmente tentando ser inteligente e aprender sobre ciência. se eu tivesse que fazer tudo de novo, participaria de todas as aulas avançadas (matemática, ciências, inglês, etc ...), o pior que poderia acontecer? você aprende ?

Você pode tentar um número razoável de combinações de séries e paralelas para os 6 painéis para ver qual produz os resultados mais interessantes (você pode se surpreender com a resposta). As opções são:

1. 6 em paralelo (todos os vermelhos juntos e todos os pretos juntos)
   (++++++) (------)
   + 1-
   + 2-
   + 3-
   + 4-
   + 5-
   + 6-
   / \
2. 6 em série (um vermelho conectado a um preto com um único vermelho e preto deixado desconectado para teste)
   + (+ -) (+ -) (+ -) (+ -) (+ -) -
   + 1- + 2- + 3- + 4- + 5- + 6-
3. Dois conjuntos de 3 em paralelo (3 vermelhos juntos, 3 pretos juntos, depois conectam 3 pretos aos 3 vermelhos do outro grupo e testam nos 3 vermelhos / pretos não conectados)
   (+++) (--- +++) (- -)
   + 1- + 4-
   + 2- + 5-
   +3 -__ + 6-
   / \

4. Três conjuntos de 2 em paralelo (2 vermelhos juntos, 2 pretos juntos, em seguida, conecte 2 pretos a 2 vermelhos do próximo grupo e faça-o novamente para o terceiro grupo)
   (++) (- ++) (- + +) (-)
   + 1- + 3- + 5-
   +2 -__ + 4 -__ + 6-
   / \

5. Apenas por diversão, conecte-os "errados" e veja o que acontece
   (++) (- ++) (----) (++)
   + 1- + 3-
   -5+ +2 -__ + 4 -__ -6+
   / \

Nas minhas "imagens", () significa conectar fios, então (++) significa 2 vermelhos juntos e (-) significa 2 pretos juntos e (- ++) significa 2 vermelhos e 2 pretos de painéis diferentes juntos. Eu também tentei desenhar os painéis como números, + 1- é o painel um com um fio vermelho "+" e um fio preto "-".

Diverta-se!