Mansoor Ashrati 9B 2010-05-20 Är det möjligt att driva datorvagnen under två dagar i maj, med hjälp av solceller i storleken 29,5 x 90 cm? Hur stor area solceller krävs för att driva datorvagnen?
Innehållsförteckning Vad Sidor Inledning 1 Bakgrund 1 Syfte/frågeställning 1 Metod 1 Resultat 1 och 2 Slutsats 2 Felkällor 3 Avslutning 3 Källförteckning 3 Bild Sidan 1 1 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2
Inledning: Jag valde att arbeta med solceller för att jag har alltid tyckt att det är något speciellt med solceller. Jag har sett solpaneler på olika ställen och jag har ställt mig frågan, hur fungerar de? Nu när jag fick chansen valde jag att arbeta kring detta ämne. Bakgrund: En solcell är optimerad till att omvandla solstrålning till el. Solcellen är uppbyggd av en tunn skiva av halvledarmaterial och på denna sitter det en elektrisk kontakt på vardera sida. På den ena sidan av solcellen finns det överskott av negativt laddade elektroner och på den andra sidan finns det överskott på positivt laddade hål. Solcellen frigör elektronerna och hålen, som samlas vid var sin kontakt, då solen lyser på solcellen. En elektrisk spänning uppstår mellan kontakterna, men den är så svag att man kopplar ihop fler solceller. Solcellerna avger likström som kan användas direkt. I och med den globala uppvärmningen blir det här ämnet mer intressant. Vad som händer vid den globala uppvärmningen är att fossila bränslen skapar ett täcke i atmosfären, dessa kommer bl.a. från våra bilutsläpp. När solljuset kommer in, studsar den mot marken och avger energi i form av värme. Ljuset fortsätter uppåt och studsar mot det fossila täcket och studsar tillbaka mot marken. En del av ljuset lyckas ta sig förbi täcket men resten studsar tillbaka. När ljuset träffar marken ännu en gång, avger den energi i form av värme. Detta fortsätter hela tiden tills energin är slut. Detta gör då att vår planet blir allt varmare och det gör bl.a. att många djurarter får en sämre levnads stil. T.ex. isbjörnarna, isen i Antarktis smälter allt snabbare och isbjörnarna måste leva i ett varmare klimat. Alla utsläpp som vi har bidrar till det fossila täcket t.ex. kolkraftverk som släpper ut väldigt mycket, istället kan vi använda oss av solpaneler som inte släpper ut farliga ämnen. Men att använda sig av solpaneler kan vara väldigt svårt beroende på var någonstans man bor på jorden. Det mest effektiva skulle vara om man använde sig av det i Afrika, där det är varmt och soligt. Men det är väldigt kostsamt att använda sig av solceller och dessutom får man inte ut mycket ström av det. Det finns människor som använder sig av solpaneler och de har de bl.a. på sina hustak. Syfte/frågeställning: Är det möjligt att driva datorvagnen under två dagar i maj, med hjälp av solceller i storleken 29,5 90? Om inte, hur stor area solceller krävs för att driva datorvagnen? Hypotes: Jag tror att det är möjligt att driva skolans datorvagn ifall det är soligt under dessa dagar, annars tror jag inte att det är möjligt att utföra detta. Jag tror även att det är möjligt för mig att räkna ut hur stor area solceller som krävs för att driva datorvagnen. Metod: Jag började med att mäta effekten hos en påslagen dator genom att använda mig av energimätare. Sedan mätte jag effekten hos en dator i viloläge. I och med att det finns nio datorer i datorvagnen var jag tvungen att ta dessa värden gånger nio. Med hjälp av dessa värden var jag nu kapabel till att räkna ut den elektriska energin i kilowattimmar. Sedan använde jag solcellpanelen för att räkna ut effekten hos den. Jag räknade ut storleken på solpanelen med en linjal och sedan kunde jag med hjälp av en miljömultimeter mäta ut spänningen (V) och strömmen (A). Sedan räknade jag ut effekten i Watt med hjälp av en formel, P = U I. Där P = effekten i Watt, U = spänningen i Volt och I = strömmen i Ampere. Resultat: 1 dator Effekt (Watt) Ström (A) Spänning (V) Påslagen dator 69 0,30 228 Dator i viloläge 47 0,22 228 (1)
9 datorer Effekt i Watt (W) Påslagna datorer 69 9 = 621 W Datorer i viloläge 47 9 = 423 W (2) Elektriska energin i kilowattimmar (kwh). Formel W = P x T Påslagna datorer W = 621 24 = 14904 kwh Datorer i viloläge W = 423 24 = 10152 kwh (3) Måndag Molnigt Soligt Liten solpanel 23,88 volt (V) 26,58 volt (V) 0,07 ampere (A) 0,31 ampere (A) Stor solpanel 24,01 Volt (V) 26,49 volt (V) 0,14 ampere (A) 0,81 ampere (A) (4) Tisdag Molnigt Soligt Stor solpanel 23,25 volt (V) 26,79 volt (V) 0,14 ampere (A) 1,02 ampere (A) (5) Måndag Effekt i Watt (W) (P = U I) Stor solpanel 26,49 0,81 = 21,4569 W (6) Tisdag Effekt i Watt (W) (P = U I) Stor solpanel 26,79 1,02 = 27,3258 W (7) Elektriska energin i kilowattimmar (kwh). Formel Måndag Tisdag W = P T Stor solpanel 21,4569 24 = 514,9656 kwh 27,3258 24 = 655,8192 kwh (8) Jag utgår från de högsta värden per dag när jag gör min slutsats. Den stora solpanelens area är = 29,5 90 = 2655 cm 2 Måndag gav 2655 cm 2 = 514,9656 kwh. Tisdag gav 2655 cm 2 = 655,8192 kwh. Det krävs 14904 kwh för nio påslagna datorer eller 10152 kwh för nio datorer i viloläge. Måndag krävs en area på, ca 29 gånger så stort som det ursprungliga för nio påslagna datorer - 14904 / 514,9656 29. För nio datorer i viloläge krävs en area på, ca 20 gånger så stort som det ursprungliga - 10152 / 514,9656 20. Tisdag krävs en area på, ca 23 gånger så stort som det ursprungliga för nio påslagna datorer 14904 / 655,8192 23. För nio datorer i viloläge krävs en area på, ca 15 gånger så stort som det ursprungliga 10152 / 655,8192 15 Slutsats: Med hjälp av mina resultat kan jag dra slutsatsen att det inte är möjligt att driva skolans datorvagn med hjälp av en solpanel i storleken 29,5 90 cm i två dagar i maj. Detta kan jag varken göra när datorerna är i viloläge eller när de är påslagna. För att kunna driva datorvagnen krävdes det en mycket större area på solpanelen och bättre väder. En area ca 30 gånger så stor som den som fanns nu skulle krävas för att jag skulle lyckas hålla igång datorvagnen i två dagar.
Felkällor: Jag stötte på en del möjliga felkällor vid min undersökning. En felkälla är att värdena på spänning (v) och ström (a) är felaktiga på grund av att de värden ändras hela tiden på grund av vädret. Även att testa att mäta spänningen och strömmen från olika platser påverkar resultatet, vilket i detta fallet också blev en felkälla. För att när jag testade från marken så fanns det föremål som t.ex. byggnader som hindrade en del av solljuset att komma på panelen. Medan när jag testade från taket var det fritt fram för ljusstrålarna. Avslutning: Jag har kommit fram till att det inte är möjligt att driva skolans datorvagn med hjälp av en solpanel i storleken 29,5 90 cm i två dagar i maj. Jag har även kommit fram till, ungefär hur stor area som krävs för att jag skall kunna lyckas att driva datorvagnen. Enligt mina nya uppfattningar är det väldigt svårt att använda sig av solceller i Sverige. Man skulle kunna arbeta vidare med undersökningen genom att använda sig av ännu större solpaneler. Man skulle även kunna testa på olika ställen runt om i Sverige/Europa. Källor: http://www.ne.se/school/lang/solcell 2010-05-18 http://www.ne.se/school/kort/solcell 2010-05-18 http://www.ne.se/school/enkel/solcell 2010-05-18