Zawartość
- Teoria za miedzianą komórką
- Przygotowanie miedzianej płyty
- Ogniwo słoneczne w butelce
- Połącz komórki razem, aby zwiększyć moc
Panel słoneczny to szereg ogniw słonecznych i chociaż możesz sam zbudować panel z ogniw zakupionych online, jego sposób jest chłodniejszy i bardziej pouczający, jak zbudować własne ogniwa z znalezionych materiałów. Mając niewiele więcej niż blachę miedzianą i trochę słonej wody, możesz wytworzyć mierzalny prąd elektryczny ze światła słonecznego. Sam ten rodzaj ogniwa nie generuje dużej ilości prądu, ale jeśli zbudujesz wiele z nich i połączysz je szeregowo, możesz wytworzyć wystarczającą ilość prądu, aby naładować akumulator lub zapalić żarówkę.
Teoria za miedzianą komórką
Kiedy Heinrich Hertz odkrył efekt fotoelektryczny, nie miał dostępu do domieszkowanych krzemowych układów scalonych, ale miał metalowe płytki. Jedną z płyt mogła być miedź, która utleniała się przez wystawienie na działanie atmosfery, ponieważ tlenek miedziawy był jednym z pierwszych materiałów, w których zaobserwowano to zjawisko. Dość łatwo można nałożyć warstwę tlenku miedziawego na blachę miedzianą. Wszystko, co musisz zrobić, to dodać ciepło.
Tlenek miedziawy jest półprzewodnikiem i jeśli zanurzysz płytkę w słonej wodzie i wystawisz ją na działanie promieni słonecznych, elektrony przepływają z płyty do słonej wody. Ustaw czystą miedzianą płytkę w wodzie, aby działała jak anoda, a elektrony dopływają do tego. Jeśli połączysz dwie płytki za pomocą miernika, elektrony przepływają z powrotem do oryginalnej płytki przez miernik, a miernik rejestruje prąd elektryczny.
Przygotowanie miedzianej płyty
Będziesz potrzebował około pół stopy kwadratowej miedzianego flashowania dla tego projektu, który można znaleźć w większości sklepów z narzędziami. Pokrój go na dwa równe kawałki, używając cynowych nożyc. Umyj kawałki miedzi mydłem i wodą, aby usunąć tłuszcz, a następnie umieść jeden arkusz na palniku kuchenki elektrycznej. Kawałek powinien być wystarczająco duży, aby zakrył palnik.
Włącz ciepło do najwyższego ustawienia i obserwuj. Kolory na kawałku miedzi nasilają się, a następnie zaczynają ciemnieć powłoką z tlenku miedzi. Poczekaj, aż miedź zmieni kolor na czarny, a następnie gotuj przez kolejne 30 minut. Wyłącz ciepło i pozwól miedź ostygnąć na palniku.
W miarę stygnięcia płyty miedź i tlenek miedziowy kurczą się w różnym tempie, a czarna powłoka zaczyna się łuszczyć. Gdy talerz całkowicie ostygnie, wyjmij talerz i delikatnie zetrzyj cały płatek. Pod nim znajduje się czerwona warstwa tlenku miedziawego. Nie ścieraj tego - jest to warstwa półprzewodząca, której potrzebujesz.
Ogniwo słoneczne w butelce
Przezroczysta plastikowa litrowa butelka tworzy odpowiedni pojemnik na ogniwo słoneczne. Wytnij butelkę wokół środka i zdejmij górę, aby mieć otwarty pojemnik. Zegnij rozgrzaną miedzianą płytę w półkole i umieść ją w butelce, aby opierała się o bok. Strona skierowana do góry na palniku powinna być skierowana na zewnątrz butelki. Zegnij miedzianą płytkę, której nie nagrzałeś, w podobny kształt i umieść ją po przeciwnej stronie butelki. Płytki nie powinny się dotykać.
Wymieszaj dwie łyżki soli kuchennej do szklanki zawierającej około 2 szklanki ciepłej wody i mieszaj, aż sól się rozpuści. Wlej słoną wodę do plastikowej butelki, napełniając ją w około 3/4. Wierzchołki metalowych płytek powinny znajdować się nad wodą, aby można było przymocować klipsy krokodylkowe. Twoje ogniwo jest teraz gotowe do wytwarzania energii elektrycznej.
Wyjmij komórkę na zewnątrz i połóż ją na stole, aby utleniona płyta była skierowana w stronę słońca. Podłącz miernik do płytek za pomocą zacisków krokodylkowych i ustaw miernik na rejestrowanie mikroamperów prądu. Gdy komórka jest w pełnym słońcu, miernik powinien zarejestrować od 33 do 50 mikroamperów. Przełącz miernik na pomiar woltów, a powinieneś zauważyć napięcie około 0,25 wolta. Aby obliczyć maksymalną moc (P) dostarczaną przez ogniwo, należy pomnożyć maksymalny prąd (I) przez napięcie (V), aby uzyskać 0,00005 ampera x 0,25 wolta = 0,0000125 wata lub 12,5 mikrowata. Wzór wyrażający tę zależność to P = V x I.
Połącz komórki razem, aby zwiększyć moc
Panel słoneczny to po prostu szereg ogniw słonecznych połączonych szeregowo. Chociaż komórki na panelach komercyjnych są płaskie, możliwe jest stworzenie rodzaju panelu, który składa się z komórek w butelce. Zacznij od dwóch komórek butelki. Połącz anodę na jednym z nich, którym jest czysta miedziana płytka, z katodą drugiego, którym jest płytka ze złożem tlenku miedziawego, za pomocą drutu z zaciskami krokodylkowymi. Podłącz miernik do dwóch nie połączonych płyt. Ponieważ podwoiłeś napięcie, łącząc dwa ogniwa szeregowo, podwoiłeś moc swojego układu za pomocą wzoru P = 2 V x I. Możesz połączyć tyle ogniw szeregowo, ile chcesz. Każde nowe ogniwo zwiększa napięcie o 0,25 wolta.