KWALIFIKACJA ELE10 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 13.
Moduł fotowoltaiczny o parametrach znamionowych U = 30 V, I = 10 A został zwarty. Jaką moc dostarczy urządzenie przy nasłonecznieniu wynoszącym Me = 1000 W/m2?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy zwarciu zacisków modułu napięcie na wyjściu jest praktycznie równe 0 V.
Skoro moc oddawana do obciążenia wynosi P = U·I, to niezależnie od prądu zwarciowego otrzymujemy P = 0·I = 0 W. Podane Me nie zmienia faktu, że U≈0 V.

Pełne wyjaśnienie:

Moc elektryczna oddawana przez źródło do obciążenia (na jego zaciskach) jest opisana zależnością P = U · I, gdzie U to napięcie na zaciskach, a I to prąd płynący w obwodzie.

Warunek "moduł został zwarty" oznacza, że jego zaciski wyjściowe połączono ze sobą przewodnikiem o bardzo małej rezystancji. W takim stanie napięcie na zaciskach źródła jest w przybliżeniu równe 0 V (spadek napięcia występuje głównie na rezystancji przewodów i elementów wewnętrznych, ale idealizacyjnie przyjmuje się U≈0 V).

Zatem moc na zaciskach wynosi:

P = U · I ≈ 0 V · I = 0 W.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "30 W" – odpowiadałoby sytuacji, w której przy napięciu 30 V płynie prąd 1 A albo przy 10 A napięcie wynosi 3 V. To nie wynika z danych i nie opisuje stanu zwarcia, gdzie U≈0 V.
  • "300 W" – to typowy błąd mechanicznego przemnożenia parametrów znamionowych 30 V i 10 A. Parametry znamionowe nie oznaczają, że moduł zawsze pracuje w tym punkcie; przy zwarciu punkt pracy przesuwa się do U≈0 V.
  • "1 000 W" – to błędne utożsamienie wartości nasłonecznienia (1000 W/m2, czyli gęstości mocy promieniowania) z mocą elektryczną na wyjściu modułu (W). To różne wielkości fizyczne i różne jednostki.

W praktyce nasłonecznienie wpływa na prąd zwarciowy modułu PV (im większe, tym większy prąd), ale ponieważ przy zwarciu napięcie wyjściowe dąży do zera, moc użyteczna na zaciskach pozostaje równa 0 W.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Oznacza to połączenie zacisków wyjściowych modułu bezpośrednio przewodnikiem o bardzo małej rezystancji. W takiej sytuacji napięcie na zaciskach spada w przybliżeniu do zera (U≈0 V), a prąd osiąga wartość zbliżoną do prądu zwarciowego.
Moc oddawana do obciążenia to P=U·I. Przy zwarciu napięcie na zaciskach jest praktycznie równe 0 V, więc niezależnie od tego, jaki prąd płynie, iloczyn 0·I daje 0 W. To dotyczy mocy na zaciskach, nie strat wewnętrznych.
Wpływa głównie na prąd zwarciowy (większe nasłonecznienie → większy prąd). Jednak przy zwarciu napięcie wyjściowe pozostaje bliskie zera, więc moc na zaciskach nadal wynosi około 0 W. Nasłonecznienie nie "wymusi" pojawienia się napięcia na zwarciu.
To prąd, jaki popłynie przez moduł, gdy jego zaciski zostaną zwarte (U=0). Jest to jeden z podstawowych parametrów z pomiarów diagnostycznych PV. Wartość ISC rośnie wraz z nasłonecznieniem i zależy też od temperatury oraz stanu modułu.
UOC (napięcie obwodu otwartego) mierzy się przy rozwarciu, gdy prąd jest bliski 0 A. ISC (prąd zwarciowy) mierzy się przy zwarciu, gdy napięcie jest bliskie 0 V. To dwa skrajne punkty charakterystyki I–V modułu.
Nie zawsze. Choć moc na zaciskach (U·I) jest bliska 0 W, to prąd zwarciowy może być duży, co oznacza ryzyko przegrzania przewodów, iskrzenia i uszkodzeń, zwłaszcza przy błędnie dobranych przekrojach lub połączeniach. W PV zagrożenia elektryczne nadal istnieją.
W/m² to gęstość mocy promieniowania (ile energii na sekundę pada na 1 m²). W to moc elektryczna urządzenia. Żeby przejść z W/m² do W, trzeba znać pole powierzchni i sprawność (oraz warunki pracy). W tym zadaniu to przejście nie jest potrzebne.
Najczęstszy błąd to bezrefleksyjne mnożenie wartości z treści bez uwzględnienia warunku pracy (np. zwarcie, rozwarcie, obciążenie). Drugi błąd to mieszanie jednostek (W, W/m²) oraz mylenie parametrów znamionowych z rzeczywistym punktem pracy w danym stanie obwodu.
Pomiar ISC stosuje się w diagnostyce i odbiorach, np. do porównania prądów łańcuchów, wykrywania uszkodzeń lub zacienienia. Wykonuje się go odpowiednim miernikiem PV i z zachowaniem zasad bezpieczeństwa, bo zwarcie generuje duży prąd i może powodować łuk.
Opanuj podstawy: P=U·I, UOC i ISC, kształt charakterystyki I–V i P–V oraz wpływ nasłonecznienia i temperatury. Ćwicz zadania, w których zmienia się warunek pracy (zwarcie/rozwarcie/obciążenie), bo to często jest "haczyk" w pytaniach.
info

Statystycznie 63% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • OpenStax, "College Physics" (Electric Power), https://openstax.org/books/college-physics/pages/20-8-electric-power-and-energy - accessed 2026-02-27
  • All About Circuits, "Electric Power" (P=VI, power basics), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-2/electric-power/ - accessed 2026-02-27
  • NREL (National Renewable Energy Laboratory), "PV Education / Photovoltaic Effect and I-V Curve" (zależność punktu pracy, U=0 przy zwarciu), https://www.nrel.gov/grid/solar-resource/photovoltaic.html - accessed 2026-02-27

Materiały:

  • Podręcznik do elektrotechniki: obwody prądu stałego, zwarcie/rozwarcie, moc w obwodzie
  • Materiały dydaktyczne o charakterystyce I–V i P–V modułów fotowoltaicznych
  • Instrukcje producentów mierników PV (pomiar U<sub>OC</sub>, I<sub>SC</sub>) – zasady BHP i interpretacja wyników

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego