Соларна батерија је уређај за претварање сунчеве енергије у електричну. Соларне ћелије високих перформанси које можете купити у Радио Схацк-у и другим продавницама су направљене од посебно обрађеног силицијума и захтевају огромне фабрике, високе температуре, посебно чишћење и много новца.
Ако смо вољни да заменимо ефикасност за могућност да направимо сопствене кухињске соларне панеле користећи материјале из продавнице хардвера, можемо демонстрирати радни соларни панел за око сат времена.
Наша соларна ћелија је направљена од бакарног оксида уместо од силицијума. Бакар оксид је један од првих материјала у којем су научници открили фотонапонски ефекат, у коме светлост изазива струју да струји у материјалу.
Размишљања о томе како објаснити фотоелектрични ефекат су оно што је довело Алберта Ајнштајна до Нобелове награде за физику и теорије релативности.
Материјали.
1. Лист бакра из продавнице гвожђа. Обично кошта око 150 рубаља. за 0,9 квадратних метара.Треба нам отприлике 45 кв.цм.
2. Две алигаторске копче.
3.Осетљиви микроамперметар који може да мери интервале између 10 и 50 микроампера. Радио Схацк продаје мале мултиметре са ЛЦД монитором, али можете користити и обичан.
4. Електрична пећница. Мој кухињски шпорет је плински шпорет, па сам купио мали електрични шпорет са једним намотајем за око 750 РУБ. Мали горионици од 700 вати вероватно неће радити - потребно је најмање 1100 вати да горионик постане црвен.
5. Пластична боца са одсеченим вратом. Користио сам флашу минералне воде од 2 литра.
6. Кухињска со. Требаће нам пар кашика.
7. Вода из славине.
8. Брусни папир или бушилица са таквим наставком (абразивним)
9. Лим.
Мануфацтуринг.
Ево горионика.
Прво треба да одсечете комад бакра тако да буде величине електричног шпорета. Оперите руке како не бисте оставили масне или друге мрље. Такође оперите бакарни лим детерџентом да бисте уклонили масноћу или друге мрље. Користите брусни папир или абразивну четку да потпуно уклоните бакарни заштитни премаз тако да се уклони сваки сулфид или друга лака корозија.
Затим ставите чист бакарни лим на шпорет (електрични) и укључите га на максимум.
Бакар ће почети да се загрева и оксидира, видећете прелепе црвено-наранџасте мрље на његовој површини.
Када се бакар још више загреје, вишебојне мрље ће почети да се замењују црним бакарним оксидом.
Све боје нестају када је спирала већ црвена.
Када горионик засветли, бакарни лим ће бити премазан црним бакарним оксидом. Оставите да се кува још пола сата да црни премаз буде густ. Ово је важно јер ће се дебео премаз лако одлепити, док ће танак премаз остати залепљен за бакар.
Након пола сата кувања, искључите горионик. Оставите врући бакар на горионику да се полако хлади. Ако га охладите пребрзо, црни оксидни филм ће се залепити за бакар.
Како се бакар хлади, он се скупља. Црни бакарни оксид се такође скупља. Али они се скупљају различитим брзинама, што узрокује да се црни бакарни оксид љушти.
Ускоро ће велики комади почети да отпадају, смешно је гледати))
Када се бакар охлади на собну температуру (ово траје отприлике 20 минута), већина црног оксидног филма ће нестати. Лагано рибање рукама под текућом водом ће уклонити већину малих комада. НЕ покушавајте да уклоните тврдокорне флеке и не савијајте лим - можете оштетити танак слој бакарног оксида, што је управо оно што нам треба.
Остатак монтаже је врло брз и лак.
Исеците други лист бакра на исту величину као и први (загрејани).Пажљиво савијте оба дела тако да стану у пластичну флашу, а да се не додирују.
Причврстите алигаторске споне на обе плоче. Повежите жицу од чистог бакра до плуса, а жицу са оксидне плоче на негатив.
Сада помешајте пар кашика соли у мало вреле воде из славине. Мешајте док се сва сол не раствори. Пажљиво сипајте смесу у флашу (где су тањири), остављајући око 2,5 цм од ивица тањира.
На горњој фотографији готова соларна батерија је У СЕНЦИ, амперметар показује отприлике 6 милиампера. Али чак и у мраку ова батерија ће производити неколико милиампера))
Ова фотографија приказује батерију на светлу, а амперметар показује 34 милиампера, понекад батерија може дати 50 милиампера, па чак и више.
Како то ради?
Бакар оксид је полупроводник.То је средњи проводник, где електрична енергија може слободно да тече, и изолатор, где су електрони чврсто везани за своје атоме и не теку слободно.
У полупроводнику постоји празнина која се назива појас између електрона који су чврсто везани за атом и електрона који су даље од атома, који се могу слободно кретати и проводе електричну енергију.
Електрони не могу остати у појасу појаса. Електрон може дати само мало енергије и прећи из језгра атома у појас. Електрон мора да добије довољно енергије да се помери даље од језгра, изван појаса.
Слично, електрон изван појасног размака не може изгубити мало енергије и само пасти мало ближе језгру. Мора да изгуби довољно енергије да падне преко појаса у област где електрони могу да побегну.
Када сунчева светлост удари у електроне у оксиду бакра, неки од електрона добијају довољно енергије од сунчеве светлости да скоче преко појаса и постану слободни да проводе електричну енергију.
Слободни електрони се крећу у слану воду, затим у чисту бакарну плочу, у жицу, кроз амперметар и назад на оксидовану плочу.
Како се електрони крећу кроз амперметар, видимо рад (ампера). Када сенка падне на соларни панел, електрони се крећу спорије и милиампери су нижи.
Напомена о енергији.
Батерија производи 50 милиампера на 0,25 волти.
Ово је 0,0000125 вати (12,5 микровати).
Не покушавајте да упалите сијалицу))) били би потребни хектари батерија да осветлите кућу Наш модел је експерименталан и може се користити као светлосни сензор.
0,0000125 вати (12,5 микровата) за батерију од 0,01 квадратни метар или 1,25 миливата по квадратном метру.Да би се осветлила сијалица од 100 вати, било би потребно 80.000 квадратних метара бакарног оксида за осунчану страну и 80.000 квадратних метара бакра за тамну електроду. Да бисте покренули пећ од 1.000 вати, требало би вам 800.000 квадратних метара бакарног оксида и још 800.000 квадратних метара обичног бакра, или 1.600.000 квадратних метара све заједно. Ако би се монтирала на кров куће, свака кућа би била дуга 282 метра, а широка 282 метра, с обзиром на све за шта им је била потребна струја, била је једна пећ.
Има 17.222.256,7 квадратних стопа на 1.600.000 квадратних стопа. Ако покривени бакром коштају 5 долара по квадратном метру, сам бакар би коштао 86.110.283,50 долара. Ако ово урадите једну десетину дебљине, ово може смањити на 8.611.028,35 долара. Пошто купујете на велико, можете га добити за половину мање, или око 4.300.000,00 долара.
Ако сте користили силиконске соларне панеле који коштају 4 долара по вату, могли бисте покренути исту пећ за 4.000,00 долара. Али панели би били само око 10 квадратних метара.
Или за око долар можете направити соларну пећницу од алуминијумске фолије и картона. За око 20 долара можете направити веома леп алуминијумски параболични соларни штедњак који се може полирати.
Равна соларна ћелија
Направио сам преносивију верзију соларног панела у равном дизајну. Користио сам прозирни пластични поклопац ЦД-а као прозор и силиконски лепак како бих држао делове заједно и изоловао их један од другог.
Прво направимо оксид од бакра, као у првом делу.Залемимо изоловану бакарну жицу на угао оксидне плоче, ово ће бити минус (негативни пол).
Позитивна плоча је комад чистог бакра у облику слова У, нешто већи од оксидног (схватићете како на сликама испод))) лемимо жицу на њен угао, овога пута плус.
Прво залепимо бакарну плочу У на пластични прозор. Користите доста силиконског лепка како слана вода не би процурила. Уверите се да је спој за лемљење или потпуно прекривен лепком, или изван У лепка као што је приказано на фотографији (боље је потпуно прекривено лепком).
Фотографија испод приказује задњу страну соларног панела (страна која није окренута према сунцу).
Фотографија испод приказује предњу страну соларног панела (страна која ће бити окренута према сунцу). Имајте на уму да силиконски лепак не покрива у потпуности бакар, јер део бакра на крају мора бити у контакту са сланом водом.
Нанесите лепак на плочу од чистог бакра. Овај слој ће деловати као изолатор између чисте бакарне плоче и оксидне плоче, и требало би да буде довољно дебео да остави мали простор за слану воду. Опет, није сав бакар обложен, тако да ће бити доста бакра у контакту са водом.
Пажљиво залепите оксидну плочу на овај слој. Желите да притиснете довољно снажно да бисте били сигурни да лепак окружује све празнине, али не толико да се две плоче додирују.
Фотографија испод приказује задњу страну соларног панела (страна која није окренута према сунцу).
Фотографија испод приказује предњу страну соларног панела (страна која ће бити окренута према сунцу).Имајте на уму да сам додао додатни лепак да формирам цев на врху да личи на сипање слане воде.
На фотографији се не види додатни премаз лепка око периметра како би се спречило цурење воде, али то морате учинити. Пустите да се лепак осуши пре него што пређете на следећи корак.
Затим користите велику капаљку да додате слану воду. Напуните батерију скоро до врха бакарне плоче док вода скоро не исцури. Затим затворите рупу са капљицом лепка и оставите да се лепак осуши најмање пола сата.
На горњој фотографији можете видети соларни панел равног панела у акцији на јаком сунцу. Даје отприлике 36 микроампера. Такође можете видети додатну куглицу лепка око ивица плоча и пуњење врха цеви.
Коначно, на другој фотографији је сенка аутора. Имајте на уму да амперметар сада очитава приближно 4 микроампера јер на њега не сија сунчева светлост.
