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Aufbau und Test eines DC/DC-Wandlers für Solarzellen

Aufbau und Test eines DC/DC-Wandlers für Solarzellen
Forschungsthema:Stromrichter regenerative Energien
Typ:Studienarbeit
Betreuer:

Dipl.-Ing. Johannes Kolb

Bearbeiter:

Tabea Rahn

Beschreibung

Zur Versorgung elektronischer Geräte mit Solarzellen werden in der Regel mehrere Solarzellen in Reihe geschaltet, um eine möglichst große Eingangsspannung für den nötigen DC/DC-Wandler zu erreichen. Diese Serienschaltung der Solarzellen ist jedoch mit einigen Nachteilen verbunden:

  • höhere Kosten durch die Serienschaltung
  • geringeren Flächenwirkungsgrad
  • große Leistungseinbußen bei Teilabschattung
  • geringere Langzeitzuverlässigkeit
  • Einschränkungen in der Geometrie
  • unschönes Aussehen bzw. Design


Im Rahmen der Studienarbeit soll ein DC/DC-Wandler für eine Solarzelle aufgebaut werden, der keine Serienschaltung der Solarzellen benötigt, sondern mit der Spannung einer Einzelzelle arbeitet. Als Wandlerbaustein soll der TPS61200 von Texas Instruments oder ein vergleichbarer, geeigneter Typ anderer Hersteller eingesetzt werden. Dieses Hochsetzsteller-IC kann bereits bei einer Eingangsspannung von 0,5V anlaufen und lässt dann einen dauerhaften Betrieb bis auf 0,3V herunter zu. Die Ausgangsspannung des Stellers soll 5,0V betragen, so dass mit dem Wandler gängige Verbraucher wie z.B. Mobiltelefone, MP3-Player usw. versorgt bzw. Akkus nachgeladen werden können. Die Schaltung des Stellers ist zu dimensionieren und geeignete Bauteile sind auszuwählen. Desweiteren soll ein Aufbau zur Vermessung und Untersuchung des Gesamtsystems entstehen. Am fertigen Wandler sollen dann Messungen zum Wirkungsgrad, zum Anlaufverhalten bei kleinen Einstrahlungen und zum Überlastverhalten gemacht werden.

Schwerpunkte der Arbeit:

  • Schaltungstechnik, -dimensionierung
  • Messtechnik