Solarzellen-Testgerät
Um eine Solarzelle zu testen, braucht man eigentlich nur ein
Amperemeter und Sonnenschein. Das entscheidende Kriterium ist der
Kurzschlussstrom. Allerdings hat man nicht immer die gleichen
Lichtverhältnisse. Das macht die Sache schwierig. Wenn man mit
Kunstlicht testet, kommt zusätzlich noch eine andere Farbtemperatur
hinzu. Eine objektive Messung ist also nur möglich, wenn man zwei Zellen bei gleichem Licht vergleicht.
Als Referenz-Solarzelle dient hier eine Fotodiode
BPW34. Die Schaltung soll den Strom beider Zellen vergleichen. Beide sollen
fast im Kurzschlussbetrieb betrieben werden, jedenfalls weit unterhalb der
Leerkaufspannung. Die Solarzelle im Test liefert 5 V im Leerlauf und ca.
50 mA bei Sonnenlicht mit 100.000 lux. Für die BPW34 steht im Datenblatt ein
Kurzschlussstrom von 70 µA bei 1000 lux. Hochgerechnet ergibt das 7 mA bei
100.000 lux. Das Verhältnis der beiden Ströme ist ca. 1 : 7. Das mag
etwas überraschen, aber wenn man nachmisst, entspricht es ungefähr dem
Flächenverhältnis der Einzelzellen.
Die Schaltung misst das Verhältnis beider Ströme
über eine Potistellung. Man muss das Poti so einstellen, dass die beiden LEDs
gerade noch leuchten. Bei vollem Sonnenlicht erreicht die BPW34 an ihrem
Lastwiderstand von 51 Ohm ca. 0,35 V. Die Fotozelle bringt es dann auf ca. 0,5
V an 10 Ohm. Der Laststrom durch den Transistor wird so gesteuert, dass die
Spannung an den beiden Eingängen des OPV gleich ist. Zur Anzeige wurden zwei
rote LEDs verwendet, weil damit noch eine Spannung über 3 V erreicht wird, die
der OPV benötigt.
Das Ganze wurde in das Gehäuse des Franzis-UKW-Radios eingebaut. Die
Fotodiode schaut aus dem Loch des ehemaligen Abstimmungsreglers. Die
Anzeige-LED leuchtet seitlich aus dem Antennenloch. Auf das Gehäuse
ist zusätzlich eine Solarzelle geklebt. Man kann sie mit den
Krokoklemmen anschließen und die Lichtverhältnisse
überprüfen. Das Poti wird so eingestellt, dass die LED gerade
leuchtet. Dann wird die zu testende Solarzelle angeschlossen. Der
entscheidende Test ist dann, wie weit muss bei dieser das Poti
aufgedreht werden, damit die LED gerade an ist.
Die Messung wurde auch mit Kunstlicht unter einem
150-Watt-Halogenstrahler durchgeführt. In 1 m Abstand hat man ca.
1000 lux. In 10 cm Abstand sind es ca. 100.000 lux. Hält man die
Hand in diesen Bereich, fühlt es sich an wie Sonnenlicht. In
diesem Helligkeitsbereich zwischen 1 klux und 100 klux liefert die
Messung zuverlässige Ergebnisse.
