מדידת עקרונות, סוגים וכיול מדי עוצמת הארה
עקרון המדידה של מד עוצמת הארה:
תא פוטו-וולטאי הוא רכיב פוטו-אלקטרי הממיר ישירות אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית. כאשר אור חודר על פני תא השמש של סלניום, האור הנכנס עובר דרך הסרט הדק המתכתי 4 ומגיע לממשק בין שכבת הסלניום המוליך למחצה 2 לבין הסרט הדק המתכתי 4, ויוצר אפקט פוטואלקטרי בממשק. גודל הפרש הפוטנציאל שנוצר הוא פרופורציונלי לעוצמת ההארה על פני התא הפוטו-וולטאי הקולט אור. בשלב זה, אם מעגל חיצוני מחובר, זרם יזרום, וערך הזרם יצוין על מד מיקרואמפר עם לוקס (Lx) כקנה המידה. גודל הפוטו-זרם תלוי בעוצמת האור הנכנס ובהתנגדות במעגל. למד עוצמת ההארה יש התקן העברת הילוכים, כך שהוא יכול למדוד עוצמת הארה גבוהה ונמוכה כאחד. סוגי מדי עוצמת הארה: 1. מד עוצמת הארה חזותית: לא נוח לשימוש, דיוק נמוך, בשימוש נדיר 2. מד עוצמת הארה אופטו-אלקטרוניקה: מד עוצמת תא שמש נפוץ בסלניום ומד תאורה סולארי מסיליקון
סוגי מדי עוצמת הארה:
1. מד לוקס חזותי: לא נוח לשימוש, דיוק נמוך, בשימוש נדיר
2. מד לוקס אופטו-אלקטרוני: מד לוקס תאים פוטו-וולטאיים סלניום ומד לוקס תאים פוטו-וולטאיים סיליקון
דרישות הרכב ושימוש של מד תאורה פוטו-וולטאי:
1. הרכב: מד מיקרואמפר, כפתור הילוכים, התאמה לאפס, בלוק טרמינל, תא פוטו-וולטאי, מסנן תיקון V (λ) וכו'.
מד תאורה פוטו-וולטאי בשימוש נפוץ בסלניום (Se) או סיליקון (Si), המכונה גם מד לוקס
2. דרישות שימוש:
① יש להשתמש בתאים פוטו-וולטאיים של סלניום (Se) או סיליקון (Si) בעלי ליניאריות טובה ליישומים פוטו-וולטאיים; עבודה לטווח ארוך עדיין יכולה לשמור על יציבות טובה ורגישות גבוהה; בעת שימוש ב-E גבוה, בחרו בתאים פוטו-וולטאיים בעלי התנגדות פנימית גבוהה, בעלי רגישות נמוכה וליניאריות טובה, ואינם נפגעים בקלות מקרינת אור חזקה.
② מצויד במסנן תיקון V (λ), מתאים להארה עם מקורות אור בטמפרטורות צבע שונות, עם שגיאות קטנות
③ הסיבה להוספת מפצה זווית קוסינוס (זכוכית לבנה חלבית או פלסטיק לבן) לפני התא הפוטו-וולטאי היא שכאשר זווית האירוע גדולה, התא הפוטו-וולטאי חורג מכלל הקוסינוס
④ מד ההארה צריך לפעול בטמפרטורת החדר או בסמוך אליו (הסחף של התא הפוטו-וולטאי משתנה עם הטמפרטורה)
כיול של מד עוצמת הארה:
עקרון כיול:
האיר את התא הפוטו-וולטאי אנכית עם Ls → E=I/r2, ושנה את r כדי לקבל את ערכי הפוטו-זרם תחת עוצמת הארה שונה. המר את קנה המידה הנוכחי לסולם עוצמת ההארה בהתבסס על ההתאמה בין E ל-i.
שיטת כיול:
באמצעות מנורה סטנדרטית של עוצמת אור, במרחק עבודה משוער של מקור אור נקודתי, שנה את המרחק l בין התא הפוטו-וולטאי למנורה הרגילה, רשום את קריאות מד הזרם בכל מרחק, וחשב את עוצמת ההארה E באמצעות המרחק ההפוך חוק ריבועי E=I/r2. מכאן ניתן לקבל סדרה של ערכי פוטו זרם תאורה שונים i, וליצור את עקומת הווריאציה של זרם הפוטו i ועוצמת הארה E, שהיא עקומת הכיול של מד עוצמת ההארה. ניתן לחלק את עקומת הכיול של מד עוצמת ההארה על ידי החוגה של מד עוצמת ההארה, שהיא עקומת הכיול של מד עוצמת ההארה
גורמים המשפיעים על עקומת הכיול:
בעת החלפת תאים פוטו-וולטאיים ומד זרם, נדרש כיול מחדש; לאחר שימוש במד עוצמת ההארה במשך תקופה מסוימת, יש לכייל אותו מחדש (בדרך כלל 1-2 פעמים בשנה); ניתן לכייל מדי תאורה דיוק גבוה באמצעות מנורות סטנדרטיות של עוצמת אור; הרחבת הטווח הקבוע של מד עוצמת ההארה יכולה לשנות את המרחק r, וניתן להשתמש גם במנורות סטנדרטיות שונות לבחירת מד זרם בטווח קטן.
