Fresnelverstärkter Solarstrom

Fresnellturm

In diesem Projekt untersuche und dokumentiere ich die Anwendung des Fresnellreflektors auf Fotovoltaikzellen (aka Solarzellen) Die Grundidee ist, daß mehrere Spiegel auf eine einzige Solarzelle gericht werden und dass dabei mehr Energie erzeugt wird als mit einer nackten Solarzelle.

Zunächst untersuche ich ob mehrere Spiegel überhaupt etwas bringen und dann bei welchem Verbraucherwiderstand die maximale Energie erreicht wird (angegeben in milli Watt)

Von den drei Spieglen anreflektierte Zelle des Fresnellturms

Meine Messungen führe ich mit einer polykristallinen Solarzelle durch, die im Datenblatt mit 18 Volt und 40mA angegeben wird. (Conrad Art.No. 191347, Preis 10 Euro) Der Gesamtwiderstand ist 365 Ohm. Die mWatt-Angaben sind berechnete Werte aus Volt und mAmpere.

Zunächst untersuche ich, wie gemessene Spannung und Stromstärke bei Abdeckung von zwei, einem und gar keinem Spiegel ansteigt.

#Spiegel	Volt	mAmpere	mWatt
1	8,70	23,82	207,28
2	14,45	39,38	569,02
3	18,06	49,54	894,83

Erwartungsgemäß steigt sowohl die Spannung als auch die Stromstärke bei einer erhöhten Anzahl von Spiegeln.

Als nächstes habe ich untersucht bei welchem Verbraucherwiderstand die Leisung (also das Produkt aus Spannung und Stromstärke) maximal wird. Das Optimum liegt bei ca 280 Ohm, dabei komme ich auf eine (berechnete) Leistung von knapp 1200 mWatt.

Erreichte Leistung in Abhängigkeit vom verwendeten Verbraucherwiderstand