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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 4 Punkt Kontaktierung einer Referenzzelle


Autor: Andrea (Gast)
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Hallo,

ich habe eine kleine Frage zur Kontaktierung einer Solarzelle.

Ich möchte mittels einer Referenzsolarzelle (2*2cm) den generierten 
Photostrom abhängig von der Bestrahlungsstärke eines Lasers messen.

Über die normale 2-Leiter Methode, fließen hierbei Leitungswiderstände 
mit ein, vor allen wenn man in hohe Lichtintensitäten kommt (zeigt sich 
am Abfall der Geraden).

Daher wurde mir erzählt, das man dies umgehen kann, wenn man die Zelle 4 
Punkt Kontaktiert.
Dies habe ich auch gemacht, so das ich jeweils 2 Kabel am 
Rückseitenkontakt und 2 Kabel am Busbar angelötet habe.

Jetzt ist für mich jedoch die Frage, wie ich genau diese 4 Kabel 
verschalten muss, um einen Photostrom der unabhängig vom 
Leitungswiderstand ist zu messen.
Multimeter, und Kinsley Messgeräte sind dafür vorhanden, aber
so wirklich weiß ich nicht wo am Ende die Kabel angeschlossen werden 
müssen.
Kann mir da vielleicht einer nen Tip geben?

Grüße
Andre

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Autor: Andre (Gast)
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Vielen dank, doch sind diese Schaltungen immer dazu genutzt, Spannungen 
zu messen wie bei bsp. Temperatursensoren.
Ich jedoch muss Ströme welche in einer Solarzelle erzeugt werden messen.

Bin auch ein bisschen unsicher wenn ich mir den Schaltplan so anschaue 
wie ich das genau anschließen soll.

Grüße
Andre

Autor: Ulrich (Gast)
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Bei einer Solarzelle sollte eine 4 Leitermessung eigentlich nicht nötig 
sein, wenn man nur den Strom bzw. die Lichtstärke messen will. Bei der 
Messung sollte die Spannung an der Zelle fast 0 oder leicht negatv sein. 
Der differentielle Widerstand der Solarzelle ist dann sehr hoch 
(Großenordnung MOhm). Da macht dann einen Spannungsänderung (ein paar 
mV) durch die Zuleitungen nicht mehr viel aus.
4 Kontake braucht man erst, wenn man die Solarzelle etwa am MPP betreibt 
und da genau vermessen will, bzw. das Licht bewerten will.

Die solarzelle muß auch nicht 100% linear sein. Da kann es kleine 
Abweichungen geben, bei hoher Intensität.

Autor: Andre (Gast)
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Naja Problem ist das ich Bestrahlungsstärken von 3-4 Sonnen habe. 
Dadurch werden die Leitungswiderstände nicht mehr vernachlässigbar zumal 
der Strom dann auch sehr hoch wird und man muss irgendwo eine 4 Punkt 
Kontaktierung nutzen.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Meine Laienmeinung:

1) In der Schaltung wird ein unbekannter Widerstand mit Hilfe einer 
bekannten Stromquelle gemessen.

2) Du willst eine unbekannte Stromquelle mit Hilfe eines bekannten 
widerstands messen.

3) Den bekannten Widerstand kannst du kaufen oder über 1) messen.

4) Entnehmbarer Strom und Lastwiderstand (Messwiderstand) sind abhängig 
voneinander.

Du musst dich entscheiden bei welchem Lastwiderstand du den Strom 
angeben willst. Wichtige Kenngrößen sind die Leerlaufspannung 
(R=unendlich) und Kurzschlussstrom (R=0).

Ein µC kann sinnvoll ins Spiel kommen, wenn du zwischen diesen Eckwerten 
den Maximum Power Point suchst und dein Solarmodul nachregelst.

Autor: Hendi (dg3hda) (Gast)
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Das einzige, was mir jetzt in den ersten 34,2 Sekunden einfiel:

Zelle soll mit einem definierten Strom belastet werden, dafür braucht 
man die ersten beiden Anschlüsse.

Die beiden anderen, um die Spannung an der Kontaktierung des Solarmoduls 
zu messen. Dadurch kann man den Spannungsabfall in der Zuleitung der 
Stromsenke weglassen.

Gruß Hendi

Autor: Andre (Gast)
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Genau das ist mein problem.
Die 4 Leitermessung hab ich jetzt schon Verstanden. Man schickt nen 
kleinen Strom rein und greift die Spannung ab.
Nun will ich aber nicht die Spannung sondern den Strom messen.

Ist das über einen Spannungsabfall an einem bekannten Widerstand 
möglich?

Also das man sozusagen eine 4 Punkt Kontaktierung aufbaut, an 2 
Kontakten einen geringen Strom fließen lässt, und an den anderen 2 
Kontakten
über einen Widerstand, den Spannungsabfall misst und so auf die 
Stromstärke kommt?

Ps. Ich habe keine Modul sondern einen Teil einer einzelnen Zelle (2 mal 
2 cm)

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Hallo,

es geht um den Spannungsabfall an den Zuleitungen, bzw. darum denselben 
eben nicht mitzumessen. Um das zu erreichen, lässt man den Laststrom 
über ein Leiterpaar fliessen und misst die Spannung über das andere 
Leiterpaar, an dem praktisch kein Spannungsabfall durch fliessenden 
Strom auftritt. Das wurde hier auch schon korrekt beschrieben 
(vielleicht sollte man sich als Fragesteller doch die Antworten 
durchlesen?). Es ist dabei völlig egal, ob der Strom in einen 
Verbraucher rein- oder aus einer Quelle rausfliesst.

Also elektronische Last und Strommessung an 2 Leitungen anschliessen und 
mit den anderen 2 Leitungen die Spannung messen. Das Ergebnis bei 
Variation des Laststroms ist die Belastungskennlinie der Zelle bei einer 
bestimmten Bestrahlung. Ändert man auch die Bestrahlung, erhält man eine 
Kennlinienschar.

Ich hoffe, das war jetzt trivial genug erklärt. Eigentlich sollte für 
einen Vierleiteranschluss kein Monsterthread nötig sein.

Gruss Reinhard

Autor: Guido (Gast)
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> Ich möchte mittels einer Referenzsolarzelle (2*2cm) den generierten
> Photostrom abhängig von der Bestrahlungsstärke eines Lasers messen.

> Über die normale 2-Leiter Methode, fließen hierbei Leitungswiderstände
> mit ein, vor allen wenn man in hohe Lichtintensitäten kommt (zeigt sich
> am Abfall der Geraden).

Wenn ich Dich richtig verstehe möchtest Du den Kurzschlussstrom einer 
Referenzsolarzelle in Abhängigkeit verschiedener Bestrahlungsstärken 
messen.

Dein Problem ist, dass Du auf Grund der Leitungswiderstände keinen 
"richtigen" Kurzschluss am Ausgang der Solarzelle einstellen kannst. 
Egal wie kurz die Leitung ist sie wird immer einen Widerstand haben. Aus 
meiner Sicht kannst Du folglich den (theoretischen) Kurzschlussstrom nur 
durch lineare Interpolation bestimmen. Hierfür musst Du verschiedene 
Messungen mit möglichst kleinen Lastwiderständen durchführen. Dabei 
misst Du die Spannung an der Solarzelle und den Strom durch den 
Widerstand. Dann zeichnest Du U über Log(I) in ein Diagramm und legst 
eine Gerade durch die Punktwolke. Der Schnittpunkt der Gerade mit der 
Abszisse liefert Dir den theoretischen Kurzschlussstrom. Das Bestimmen 
der Regressionsgerade geht natürlich auch mittels Berechnung ;-)

Mit freundlichen Grüßen
Guido

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