Aufbau und Funktionsweise eines Solar-Akkuladers mit Überladeschutz

Exposé Écrit pour un Séminaire / Cours , 2007 , 37 Pages

Electrotechnique

Ziel der Semesterarbeit ist es, der Studiengruppe den Aufbau und die Funktionsweise eines Solar-Batterieladers näher zu erläutern und an diesem qualitative und quantitative Messungen und deren Deutungen durchzuführen.

Halbleiter sind Festkörper, welche aufgrund von beweglichen Ladungsträgern eine mehr oder weniger große Leitfähigkeit haben. Die Leitfähigkeit ist abhängig vom Aufbau, der Gitterstruktur und der Temperatur des Materials. Beispiele für Halbleitermaterialen sind Silizium (Si), Germanium (Ge) und Galliumarsenid (GaAs).

Bei Si und Ge handelt es sich um 4-wertige Atome, welche 4 Valenzlektronen aufweisen (IV. Gruppe). Bei einem idealen Si/Ge Kristall gibt es keine frei beweglichen Ladungsträger, da sämmtliche Valenzelektronen an die Gitteratome gebunden sind. In diesem Zustand kann der Kristall auch als Isolator bezeichnet werden. 1 Da die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern aber mit steigender Temperatur zunimmt, gehören sie zu den Heißleitern. Weiterhin lässt sich die Leitfähigkeit durch gezieltes Einbringen von Fremdatomen (Dotieren) der III. Gruppe (Akzeptoren) oder V. Gruppe (Donatoren) beeinflussen. Der Halbleiter wird also entweder p-leitend oder n-leitend. Die Halbleitereigenschaften sind maßgeblich durch die Sperrschicht an den pn-Übergängen gegeben.

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung
• 2. Theorie
  • 2.1. Halbleiter
  • 2.2. Fotodiode
  • 2.3. Solarzelle
    • 2.3.1. Wirkungsungsgrad
    • 2.3.2. Anwendungen
  • 2.4. Akkumulatoren
    • 2.4.1. Kenndaten
    • 2.4.2. Nickel-Cadmium
    • 2.4.3. Nickel-Metallhydrid
    • 2.4.4. Anwendungen
  • 2.5. Bauteile
    • 2.5.1. Halbleiterdioden
    • 2.5.2. Transistoren.
• 3. Schaltung
  • 3.1. Einleitung
  • 3.2. Aufbau
  • 3.3. Funktionsweise
  • 3.4. Solarmodulmessungen
    • 3.4.1. Wirkungsgrad.
    • 3.4.2. Innenwiderstand des Solarmoduls
    • 3.4.3. I-U-Kennlinie
• 4. Ausblick
• 5. Zusammenfassung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines Solar-Akkuladers mit Überladeschutz. Ziel ist es, einen funktionsfähigen Prototypen zu bauen, der den Ladevorgang eines Akkus mit Hilfe von Solarenergie reguliert und gleichzeitig vor Überladung schützt.

• Funktionsweise von Solarzellen und Akkumulatoren
• Entwicklung einer geeigneten Schaltung zur Laderegelung
• Messung und Analyse der Leistungsdaten des Solarmoduls
• Integration von Überladeschutzmechanismen
• Praktische Anwendung des Solar-Akkuladers

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Einleitung: Diese Einleitung führt in das Thema der Arbeit ein und skizziert die Problemstellung des Ladens von Akkumulatoren mit Solarenergie. Sie erläutert die Relevanz der Thematik und die Ziele der Arbeit.
• Kapitel 2: Theorie: Dieses Kapitel beschäftigt sich mit den theoretischen Grundlagen des Projekts. Es werden Halbleiter, Fotodioden, Solarzellen, Akkumulatoren und deren Funktionsweisen sowie wichtige Kennwerte und Eigenschaften detailliert dargestellt. Besondere Aufmerksamkeit gilt den verschiedenen Arten von Akkumulatoren und ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen.
• Kapitel 3: Schaltung: Dieses Kapitel widmet sich der Konstruktion und Funktionsweise des Solar-Akkuladers. Es wird der Aufbau der Schaltung, der Schaltplan und die Funktionsweise der einzelnen Komponenten detailliert beschrieben. Des Weiteren werden die Messergebnisse der Solarmodulmessungen präsentiert und analysiert.

Schlüsselwörter

Solarzelle, Akkumulator, Laderegelung, Überladeschutz, Solarmodul, Wirkungsgrad, Kennlinie, Halbleiter, Fotodiode, NiCd, NiMH, Transistoren, Strom, Spannung, Leistung

• Université: University of Cooperative Education Kiel
• Auteur: Andreas Hoppe (Auteur)
• Année de publication: 2007
• Pages: 37
• N° de catalogue: V200432
• ISBN (ebook): 9783668438736
• ISBN (Livre): 9783668438743
• Langue: allemand
• mots-clé: Solar-Akkulader, Solar, Akkulader, Überladeschutz, Halbleiter