Aurinkoakku on laite auringon energian muuntamiseksi sähköksi. Korkean suorituskyvyn aurinkopaneelit, joita voit ostaa Radio Shackista ja muista kaupoista, on valmistettu erikois käsitellystä piistä ja vaativat valtavia tehtaita, korkeita lämpötiloja, erityistä puhdistusta ja paljon rahaa.
Jos haluamme uhrata tehokkuutta kyvystämme tehdä omat aurinkopaneelit keittiössä rautakaupan materiaaleista, voimme esitellä toimivan aurinkopaneelin noin tunnissa.
Aurinkopaneelimme on valmistettu kuparioksidista piin sijaan. Kuparioksidi on yksi ensimmäisistä materiaaleista, joissa tutkijat löysivät valosähkövaikutuksen, jossa valo aiheuttaa sähkön virtauksen materiaaliin.
Albert Einstein sai fysiikan Nobel-palkinnon ja suhteellisuusteorian johtavaksi ajatuksiksi fotoelektrisen vaikutuksen selittämiseksi.
Materiaalit.
1. Arkki kuparia rautakaupasta. Se maksaa yleensä noin 150 ruplaa. Tarvitsemme noin 45 neliömetriä.
2. Kaksi krokotiilipidikettä.
3. Herkkä mikromitta, joka voi mitata raot välillä 10-50 mikroamppia. Radio Shack myy pieniä yleismittareita, joissa on LCD-näyttö, mutta voit käyttää tavallista.
4. Sähköuuni. Keittiön liesi on kaasua, joten ostin pienen sähkötakan, jolla on yksi spiraali, noin 750 ruplasta. Pienet 700 watin polttimet eivät todennäköisesti toimi - tarvitset vähintään 1100 wattia, jotta poltin muuttuisi punaiseksi.
5. Muovipullo leikatulla kaulalla. Käytin 2 litran pulloa mineraalivettä.
6. Pöytäsuola. Tarvitsemme pari ruokalusikallista.
7. Vesi hanasta.
8. Hiekkapaperi tai pora, jolla on tällainen suutin (hankaava)
9. Pelti.
Valmistus.
Tässä on poltin.
Ensin on leikattava pala kuparia, jotta se olisi sähkökiuan kokoinen. Pese kädet rasvaisten tai muiden tahrojen välttämiseksi. Pese myös kuparilevy pesuaineella rasvojen tai muiden tahrojen pesemiseksi. Käytä hiekkapaperia tai hankaavaa harjaa kuparin suojapinnoitteen poistamiseen kokonaan siten, että kaikki sulfidit tai muut kevyet korroosio-aineet poistuvat.
Aseta sitten puhdas kuparilevy laattaan (sähköinen) ja kytke se päälle maksimaalisesti.
Kupari alkaa kuumentua ja hapettua, sen pinnalla on kauniit punaoranssit täplät.
Kun kupari lämpenee vielä enemmän, moniväriset kohdat korvataan mustalla kuparioksidilla.
Kaikki värit katoavat, kun spiraali on jo punainen.
Kun poltin palaa, kuparilevy päällystetään mustalla kuparioksidilla. Anna sen kypsyä vielä puoli tuntia, niin musta päällyste on paksu. Tämä on tärkeää, koska paksu pinnoite irtoaa helposti, kun taas ohut pinnoite pysyy tarttuneena kupariin.
Kun olet puoli tuntia kypsennyt, sammuta poltin. Jätä kuuma kupari polttimeen jäähtymään hitaasti. Jos jäähdytät sitä liian nopeasti, musta oksidikalvo tarttuu kupariin.
Kun kupari jäähtyy, se supistuu. Myös musta kuparioksidi kutistuu. Mutta ne puristuvat eri nopeuksilla, mikä aiheuttaa mustan kuparioksidin kuoriutumisen.
Pian suuret palat putoavat, on hauskaa katsella))
Kun kupari on jäähtynyt huoneenlämpötilaan (tämä vie noin 20 minuuttia), suurin osa mustasta oksidikalvosta katoaa. Helppo puhdistus käsillä juoksevan veden alla poistaa suurimman osan pienistä palasista.ÄLÄ yritä kuoria itsepäisiä tahroja äläkä taivuta levyä - voit vahingoittaa ohutta kuparioksidikerrosta, mutta tarvitsemme sitä vain
Loppuosa kokoonpanosta on erittäin nopeaa ja helppoa.
Leikkaa toinen kuparilevy ensimmäisen kokoiseksi (lämmitetty). Taivuta molemmat osat varovasti niin, että ne mahtuvat muovipulloon koskematta toisiinsa.
Kiinnitä krokotiilit molemmille levyille. Yhdistä lanka puhdasta kuparista plusiin ja lanka levyn oksidilla miinus-kohtaan.
Sekoita nyt pari rkl suolaa vähän kuumaa vesijohtovettä. Sekoita, kunnes kaikki suola on liuennut. Kaada seos varovasti pulloon (missä levyt ovat), jättäen noin 2,5 cm levyjen reunoista.
Yllä olevassa valokuvassa, lopullinen aurinkoakku IN SHADOW, ampeerimittari näyttää noin 6 milliampeeria. Mutta jopa pimeässä, tämä akku antaa useita milliampeereja))
Tämä kuva näyttää akun valossa ja ampeerimittari näyttää 34 milliampeeria, joskus akku voi antaa 50 milliampeeria tai jopa enemmän.
Kuinka se toimii?
Kuparioksidi on puolijohde. Se on välijohdin, jossa sähkö voi virtaa vapaasti, ja eriste, jossa elektronit ovat sitoutuneet voimakkaasti atomiinsa eivätkä virtaa vapaasti.
Puolijohteessa on aukko, jota kutsutaan kaistaväleksi atomiin voimakkaasti sitoutuneiden elektronien ja atomista kauempana olevien elektronien välillä, jotka voivat liikkua vapaasti ja johtaa sähköä.
Elektronit eivät voi pysyä kielletyllä alueella. Elektroni voi antaa vain vähän energiaa ja siirtyä atomin ytimestä kaistaväliin. Elektronin on saatava tarpeeksi energiaa liikkua kauempana ytimestä, kielletyn alueen ulkopuolella.
Samoin kaistavälin ulkopuolella oleva elektroni ei voi menettää vähän energiaa ja pudota vain vähän lähempänä ydintä. Tämän pitäisi menettää tarpeeksi energiaa pudotakseen kielletyn vyöhykkeen ohi alueelle, jolla elektronit voivat.
Kun auringonvalo osuu elektroneihin kuparioksidissa, jotkut elektronit saavat tarpeeksi energiaa auringonvalosta hypätäkseen kielletyn alueen yli ja vapaasti johtamaan sähköä.
Vapaat elektronit siirtyvät suolaveteen, sitten puhtaaseen kuparilevyyn, johtimeen, ampeerimittarin läpi ja takaisin hapettuneelle levylle.
Kun elektronit liikkuvat ampeerimittarin läpi, näemme työn (ampeerit). Kun varjo putoaa aurinkoakun päälle, elektronit liikkuvat hitaammin ja milliampeeri pienempi.
Huomautus energiasta.
Akku tuottaa 50 milliampeeria 0,25 voltilla.
Tämä on 0,0000125 wattia (12,5 mikrosekuntia).
Älä yritä sytyttää lamppua))) tarvitset hehtaarin paristoja talon valaistamiseen. Mallamme on kokeellinen ja sitä voidaan käyttää valotunnistimena.
0,0000125 wattia (12,5 mikrosekuntia) 0,01 neliömetrin akulle tai 1,25 milliwattia neliömetrille. 100 watin lampun valaistamiseen tarvitaan 80 000 neliömetriä kuparioksidia auringonvalossa ja 80 000 neliömetriä kuparia pimeässä elektrodissa. 1 000 watin uunin hallitsemiseksi tarvitset 800 000 neliömetriä kuparioksidia ja vielä 800 000 neliömetriä tavallista kuparia, tai 1 600 000 neliömetriä yhdessä. Jos se kiinnitettäisiin talon katolle, jokainen talo olisi 282 metriä pitkä ja 282 metriä leveä ja hyväksyisi kaiken, mitä varten he tarvitsivat sähköä, ja siinä oli yksi liesi.
1 600 000 neliömetriä on 17 222 256,7 neliömetriä. Jos kuparipäällyste maksaa 5 dollaria neliöjalkaa kohti, pelkkä kupari maksaa 86 110 283,50 dollaria. Tekemällä tämän yksi kymmenesosa paksuudesta voi alentaa sen arvoon 8 611 028,35 dollaria. Koska ostat irtotavarana, saatat saada sen puolet tästä, eli noin 4 300 000,00 dollaria.
Jos käytit piitä aurinkopaneeleja, jotka maksavat 4 dollaria / watt, voisit käyttää samaa uunia 4 000 dollarilla. Mutta ryhmät olisivat vain noin 10 neliömetriä.
Tai noin dollarilla, voit rakentaa aurinkouunin alumiinifoliosta ja pahvista. Noin 20 dollarilla voit rakentaa erittäin mukavan kiillotetun alumiini-parabolisen aurinkohella.
Litteä aurinkoakku
Tein kannettavan version aurinkopaneelista litteässä muodossa.Käytin CD-kannen läpinäkyvää muovisuojaa ikkunana ja silikoni-liimaa (voit käyttää tavallista tiivisteainetta) kiinnittääksesi osat toisiinsa ja eristääkseen ne toisistaan.
Ensin valmistetaan kuparin oksidia, kuten ensimmäisessä osassa. Juotamme eristetty kuparilanka oksidilevyn nurkkaan, tästä tulee miinus (negatiivinen napa).
Positiivinen levy on U-muotoinen leikattu pala puhdasta kuparia, joka on hiukan suurempi kuin oksidi (edelleen kuvissa ymmärrät kuinka))) juotamme langan sen nurkkaan, tällä kertaa plus.
Liimaa ensin kuparilaatta U muovi-ikkunaan. Käytä paljon silikoniliimaa, jotta suolavettä ei vuoda. Varmista, että juotosliitos on joko peitetty kokonaan liimalla tai U-liiman ulkopuolella, kuten kuvassa näkyy (liimalla päällystetty on parempi).
Alla olevassa valokuvassa näkyy aurinkopaneelin takaosa (puoli, joka ei ole aurinko).
Alla olevassa valokuvassa näkyy aurinkopaneelin etuosa (aurinkoa osoittava puoli). Huomaa, että silikoni-liima ei peitä täysin kuparia, koska osan kuparista on lopulta oltava kosketuksessa suolaveden kanssa.
Liimaamme puhtaan kuparin levyn liimalla. Tämä kerros toimii eristeenä puhtaan kuparilevyn ja oksidilevyn välillä, ja sen tulisi olla riittävän paksu jättämään pieni tila suolavettä varten. Kaikkia kuparia ei taas ole päällystetty, joten veden kanssa kosketuksessa on paljon kuparia.
Liimaa oksidilevy varovasti tähän kerrokseen. Sinun on painettava tarpeeksi voimakkaasti varmistaaksesi, että liima ympäröi rakoja, mutta ei niin paljon, että kaksi levyä koskettavat.
Alla olevassa valokuvassa näkyy aurinkopaneelin takaosa (puoli, joka ei ole aurinko).
Alla olevassa valokuvassa näkyy aurinkopaneelin etuosa (aurinkoa osoittava puoli). Huomaa, että lisäsin ylimääräistä liimaa putken muodostamiseksi päälle niin, että se on kuin suolaveden kaataminen.
Kuvassa ei näytetä ylimääräistä liimaamista kehän ympärille, jotta vesi ei voinut vuotaa ollenkaan, mutta se täytyy tehdä. Anna liiman kuivua ennen siirrytään seuraavaan vaiheeseen.
Lisää sitten suolavettä suurella tiputuksella. Täytä akku melkein kuparilevyn yläosaan, jotta vesi melkein valuu ulos. Sulje sitten reikä tipalla liimaa ja anna liiman kuivua vähintään puoli tuntia.
Yllä olevassa valokuvassa voit nähdä tasaisen aurinkopaneelin toiminnassa kirkkaassa auringonpaisteessa. Se antaa noin 36 mikroamppia. Näet myös ylimääräisen liimahelmi levyjen reunojen ympärillä ja putken yläosan täyttö.
Lopuksi toisessa valokuvassa tekijän varjo. Huomaa, että ampeerimittarissa on nyt noin 4 mikroampeeria, koska siihen ei kuulu auringonvaloa.
Lähde:
