Načela merjenja, vrste in kalibracija merilnikov osvetlitve
Načelo merjenja osvetlitve:
Fotovoltaična celica je fotoelektrična komponenta, ki neposredno pretvarja svetlobno energijo v električno energijo. Ko svetloba vpade na površino selenove sončne celice, preide vpadna svetloba skozi kovinski tanek film 4 in doseže vmesnik med polprevodniško plastjo selena 2 in kovinskim tankim filmom 4, pri čemer na vmesniku ustvari fotoelektrični učinek. Velikost ustvarjene potencialne razlike je sorazmerna z osvetljenostjo na površini fotovoltaične celice, ki sprejema svetlobo. Na tej točki, če je priključeno zunanje vezje, bo skozenj stekel tok, trenutna vrednost pa bo prikazana na mikroampermetru z luksi (Lx) kot lestvico. Velikost fototoka je odvisna od jakosti vpadne svetlobe in upora v vezju. Merilnik osvetljenosti ima prestavno napravo, tako da lahko meri visoko in nizko osvetljenost. Vrste merilnikov osvetljenosti: 1. Vizualni merilnik osvetljenosti: nepriročen za uporabo, nizka natančnost, redko uporabljen 2. Optoelektronski merilnik osvetlitve: pogosto uporabljen merilnik osvetljenosti s selenovimi sončnimi celicami in merilnik osvetlitve s silicijevimi sončnimi celicami
Vrste merilnikov osvetljenosti:
1. Vizualni merilnik luksov: nepriročen za uporabo, nizka natančnost, redko uporabljen
2. Optoelektronski merilnik luksov: pogosto uporabljeni merilnik luksov s fotonapetostnimi celicami s selenom in merilnik luksov s silicijevimi fotonapetostnimi celicami
Zahteve za sestavo in uporabo merilnika osvetlitve fotovoltaičnih celic:
1. Sestava: mikroampermeter, prestavni gumb, nastavitev ničle, priključni blok, fotovoltaična celica, V (λ) korekcijski filter itd.
Običajno uporabljen merilnik osvetlitve fotovoltaičnih celic s selenom (Se) ali silicijem (Si), znan tudi kot merilnik luksov
2. Zahteve za uporabo:
① Za fotovoltaične aplikacije je treba uporabiti selenove (Se) ali silicijeve (Si) fotonapetostne celice z dobro linearnostjo; Dolgotrajno delo lahko še vedno ohranja dobro stabilnost in visoko občutljivost; Pri uporabi visokega E izberite fotonapetostne celice z visokim notranjim uporom, ki imajo nizko občutljivost in dobro linearnost ter jih močno svetlobno obsevanje ne poškoduje zlahka
② Opremljen s korekcijskim filtrom V (λ), primeren za osvetlitev s svetlobnimi viri različnih barvnih temperatur, z majhnimi napakami
③ Razlog za dodajanje kompenzatorja kosinusnega kota (mlečno belo steklo ali bela plastika) pred fotonapetostno celico je v tem, da ko je vpadni kot velik, fotovoltaična celica odstopa od pravila kosinusa
④ Merilnik osvetlitve mora delovati pri sobni temperaturi ali blizu nje (odmik fotovoltaične celice se spreminja s temperaturo)
Kalibracija merilnika osvetljenosti:
Načelo kalibracije:
Osvetlite fotonapetostno celico navpično z Ls → E=I/r2 in spremenite r, da dobite vrednosti fototoka pri različnih osvetljenostih. Pretvorite trenutno lestvico v lestvico osvetljenosti na podlagi ujemanja med E in i.
Metoda umerjanja:
Z uporabo svetilke s standardno jakostjo svetlobe na približni delovni razdalji točkovnega vira svetlobe spremenite razdaljo l med fotonapetostno celico in standardno žarnico, zabeležite odčitke ampermetra na vsaki razdalji in izračunajte osvetljenost E z uporabo inverzne razdalje kvadratni zakon E=I/r2. Iz tega je mogoče dobiti vrsto različnih vrednosti svetlobnega fototoka i in narediti variacijsko krivuljo fototoka i in osvetljenosti E, ki je umeritvena krivulja merilnika osvetljenosti. Umeritveno krivuljo merilnika osvetljenosti je mogoče razdeliti s številčnico merilnika osvetljenosti, ki je umeritvena krivulja merilnika osvetljenosti
Dejavniki, ki vplivajo na umeritveno krivuljo:
Pri zamenjavi fotovoltaičnih celic in ampermetrov je potrebna ponovna kalibracija; Po uporabi merilnika osvetljenosti nekaj časa ga je treba ponovno umeriti (običajno 1-2-krat na leto); Visoko natančne merilnike osvetljenosti je mogoče kalibrirati s standardnimi žarnicami za jakost svetlobe; Razširitev fiksnega obsega merilnika osvetlitve lahko spremeni razdaljo r, za izbiro ampermetra z majhnim obsegom pa je mogoče uporabiti tudi različne standardne sijalke.
