Bateri solar adalah peranti untuk menukar tenaga solar kepada elektrik. Sel solar berprestasi tinggi yang boleh anda beli di Radio Shack dan kedai lain dibuat daripada silikon yang diproses khas dan memerlukan kilang besar, suhu tinggi, pembersihan khas dan banyak wang.
Jika kami sanggup menukar kecekapan untuk keupayaan membuat panel solar dapur kami sendiri menggunakan bahan kedai perkakasan, kami boleh menunjukkan panel solar yang berfungsi dalam masa kira-kira sejam.
Sel suria kami diperbuat daripada oksida kuprum dan bukannya silikon. Kuprum oksida adalah salah satu bahan pertama di mana saintis menemui kesan fotovoltaik, di mana cahaya menyebabkan elektrik mengalir dalam bahan.
Pemikiran tentang cara menerangkan kesan fotoelektrik adalah yang membawa Albert Einstein kepada Hadiah Nobel dalam Fizik dan kepada teori relativiti.
Bahan.
1. Sekeping kuprum dari kedai perkakasan. Ia biasanya berharga kira-kira 150 rubel. untuk 0.9 meter persegi. Kami memerlukan lebih kurang 45 cm persegi.
2. Dua klip buaya.
3.Mikroammeter sensitif yang boleh mengukur selang antara 10 dan 50 mikroamp. Radio Shack menjual multimeter kecil dengan monitor LCD. Tetapi anda boleh menggunakan yang biasa.
4. Ketuhar elektrik. Dapur dapur saya ialah dapur gas, jadi saya membeli dapur elektrik gegelung tunggal kecil dengan harga kira-kira RUB 750. Pembakar kecil 700 watt mungkin tidak akan berfungsi - ia memerlukan sekurang-kurangnya 1100 watt untuk membuat penunu menjadi merah.
5. Botol plastik dengan leher dipotong. Saya menggunakan botol air mineral 2 liter.
6. Garam meja. Kami akan memerlukan beberapa sudu besar.
7. Air paip.
8. Kertas pasir atau gerudi dengan lampiran sedemikian (melelas)
9. Lembaran logam.
Pembuatan.
Inilah penunu.
Mula-mula anda perlu memotong sekeping tembaga supaya saiznya seperti dapur elektrik. Basuh tangan anda supaya tidak meninggalkan kesan berminyak atau kesan lain. Basuh juga kepingan kuprum dengan detergen untuk menghilangkan sebarang gris atau kotoran lain. Gunakan kertas pasir atau berus yang melelas untuk menanggalkan sepenuhnya salutan pelindung kuprum supaya sebarang sulfida atau kakisan ringan yang lain dikeluarkan.
Kemudian letakkan kepingan tembaga bersih di atas dapur (elektrik) dan hidupkannya secara maksimum.
Tembaga akan mula menjadi panas dan teroksida, anda akan melihat bintik merah-oren yang indah di permukaannya.
Apabila kuprum semakin panas, bintik-bintik pelbagai warna akan mula digantikan oleh oksida tembaga hitam.
Semua warna hilang apabila lingkaran sudah merah.
Apabila penunu menyala, kepingan kuprum akan disalut dengan oksida kuprum hitam. Biarkan ia masak selama setengah jam lagi supaya salutan hitam akan menjadi tebal. Ini penting kerana salutan tebal akan mudah terkelupas, manakala salutan nipis akan kekal melekat pada kuprum.
Selepas setengah jam memasak, matikan penunu. Biarkan kuprum panas di atas penunu sejuk perlahan-lahan. Jika anda menyejukkannya terlalu cepat, filem oksida hitam akan melekat pada kuprum.
Apabila kuprum menyejuk, ia mengecut. Oksida kuprum hitam juga mengecut. Tetapi mereka mengecut pada kadar yang berbeza, yang menyebabkan oksida tembaga hitam mengelupas.
Tidak lama lagi kepingan besar akan mula jatuh, ia lucu untuk ditonton))
Apabila kuprum telah disejukkan ke suhu bilik (ini mengambil masa kira-kira 20 minit), kebanyakan filem oksida hitam akan hilang. Menggosok ringan dengan tangan anda di bawah air yang mengalir akan mengeluarkan sebahagian besar kepingan kecil. JANGAN cuba tanggalkan bintik-bintik degil dan jangan bengkokkan helaian - anda boleh merosakkan lapisan nipis kuprum oksida, iaitu apa yang kita perlukan.
Selebihnya perhimpunan adalah sangat cepat dan mudah.
Potong kepingan kuprum kedua kepada saiz yang sama seperti yang pertama (yang dipanaskan).BEngkokkan kedua-dua bahagian dengan TELITI supaya ia masuk ke dalam botol plastik tanpa bersentuhan antara satu sama lain.
Pasang klip buaya pada kedua-dua plat. Sambungkan wayar dari kuprum tulen ke positif, dan wayar dari plat oksida ke negatif.
Sekarang campurkan beberapa sudu garam dalam sedikit air paip panas. Kacau sehingga semua garam larut. Berhati-hati tuangkan adunan ke dalam botol (tempat letak pinggan), tinggalkan kira-kira 2.5cm dari tepi pinggan.
Dalam foto di atas, bateri solar yang telah siap adalah DI BAYANG, ammeter menunjukkan lebih kurang 6 miliamp. Tetapi walaupun dalam gelap, bateri ini akan menghasilkan beberapa miliamp))
Foto ini menunjukkan bateri dalam cahaya, dan ammeter menunjukkan 34 miliamp, kadangkala bateri boleh memberikan 50 miliamp, atau lebih.
Bagaimana ia berfungsi?
Kuprum oksida ialah semikonduktor.Ia adalah konduktor perantaraan, di mana elektrik boleh mengalir dengan bebas, dan penebat, di mana elektron terikat rapat dengan atom mereka dan tidak mengalir dengan bebas.
Dalam semikonduktor, terdapat celah yang dipanggil celah jalur antara elektron yang terikat rapat dengan atom dan elektron yang lebih jauh daripada atom, yang boleh bergerak bebas dan mengalirkan elektrik.
Elektron tidak boleh kekal dalam jurang jalur. Elektron hanya boleh memberikan sedikit tenaga dan bergerak dari nukleus atom ke dalam celah jalur. Elektron mesti mendapat tenaga yang cukup untuk bergerak lebih jauh dari nukleus, di luar jurang jalur.
Begitu juga, elektron di luar celah jalur tidak boleh kehilangan sedikit tenaga dan hanya jatuh sedikit lebih dekat dengan nukleus. Ia mesti kehilangan tenaga yang cukup untuk melepasi jurang jalur ke kawasan di mana elektron boleh melarikan diri.
Apabila cahaya matahari menyerang elektron dalam kuprum oksida, sesetengah elektron menerima tenaga yang mencukupi daripada cahaya matahari untuk melompat melepasi jurang jalur dan menjadi bebas untuk mengalirkan elektrik.
Elektron bebas bergerak ke dalam air garam, kemudian ke dalam plat kuprum bersih, ke dalam wayar, melalui ammeter, dan kembali ke plat teroksida.
Apabila elektron bergerak melalui ammeter, kita melihat kerja (amp). Apabila bayang jatuh pada panel solar, elektron bergerak lebih perlahan dan miliamp lebih rendah.
Nota tentang tenaga.
Bateri menghasilkan 50 milliamps pada 0.25 volt.
Ini ialah 0.0000125 watt (12.5 mikrowatt).
Jangan cuba menyalakan mentol))) bateri akan mengambil masa berekar untuk menerangi rumah. Model kami adalah eksperimen dan boleh digunakan sebagai penderia cahaya.
0.0000125 watt (12.5 mikrowatt) untuk bateri 0.01 meter persegi, atau 1.25 miliwatt setiap meter persegi.Untuk menerangi mentol lampu 100 watt, ia memerlukan 80,000 meter persegi oksida tembaga untuk bahagian yang diterangi matahari, dan 80,000 meter persegi tembaga untuk elektrod gelap. Untuk menjalankan relau 1,000 watt, anda memerlukan 800,000 meter persegi kuprum oksida, dan 800,000 meter persegi lagi tembaga biasa, atau 1,600,000 meter persegi kesemuanya. Jika ia dipasang di atas bumbung rumah, setiap rumah akan mempunyai panjang 282 meter dan lebar 282 meter, dengan mengambil kira semua yang mereka perlukan elektrik, terdapat satu dapur.
Terdapat 17,222,256.7 kaki persegi dalam 1,600,000 kaki persegi. Jika kuprum dilindungi berharga $5 setiap kaki persegi, tembaga sahaja akan berharga $86,110,283.50 USD. Melakukan satu persepuluh ketebalan ini boleh mengurangkan ini kepada $8,611,028.35. Memandangkan anda membeli secara pukal, anda boleh mendapatkannya pada separuh daripada itu, atau kira-kira $4,300,000.00.
Jika anda menggunakan panel solar silikon berharga $4 setiap watt, anda boleh menjalankan relau yang sama dengan harga $4,000.00. Tetapi panel hanya akan berukuran kira-kira 10 meter persegi.
Atau kira-kira satu dolar anda boleh membina ketuhar solar daripada kerajang aluminium dan kadbod. Untuk kira-kira $20 anda boleh membina periuk solar parabola aluminium boleh digilap yang sangat bagus.
Sel suria rata
Saya membuat versi panel solar yang lebih mudah alih dalam reka bentuk rata. Saya menggunakan penutup CD plastik jernih sebagai tingkap dan gam silikon untuk kedua-duanya memegang kepingan bersama-sama dan mengasingkannya antara satu sama lain.
Mula-mula, kami membuat oksida daripada tembaga, seperti pada bahagian pertama. Kami menyolder wayar tembaga terlindung ke sudut plat oksida, ini akan menjadi tolak (kutub negatif).
Plat positif ialah kepingan tembaga tulen berbentuk U, saiznya lebih besar sedikit daripada oksida (anda akan faham bagaimana dalam gambar di bawah))) kami memateri wayar ke sudutnya, kali ini tambah.
Mula-mula kita melekatkan plat tembaga U ke tingkap plastik. Gunakan gam silikon yang banyak supaya air masin tidak meresap. Pastikan sambungan pateri sama ada ditutup sepenuhnya dengan gam, atau di luar gam U seperti yang ditunjukkan dalam foto (ditutup sepenuhnya dengan gam adalah lebih baik).
Foto di bawah menunjukkan bahagian belakang panel solar (sebelah tidak menghadap matahari).
Foto di bawah menunjukkan bahagian hadapan panel solar (sebelah yang akan menghadap matahari). Ambil perhatian bahawa gam silikon tidak menutupi kuprum sepenuhnya, kerana sebahagian daripada kuprum akhirnya mesti bersentuhan dengan air masin.
Sapukan gam pada plat tembaga tulen. Lapisan ini akan bertindak sebagai penebat antara plat kuprum tulen dan plat oksida, dan harus cukup tebal untuk meninggalkan ruang kecil untuk air masin. Sekali lagi, tidak semua tembaga bersalut, jadi terdapat banyak tembaga yang bersentuhan dengan air.
Lekatkan plat oksida pada lapisan ini dengan berhati-hati. Anda ingin menekan cukup kuat untuk memastikan gam mengelilingi sebarang celah, tetapi tidak terlalu kuat sehingga kedua-dua plat bersentuhan.
Foto di bawah menunjukkan bahagian belakang panel solar (sebelah tidak menghadap matahari).
Foto di bawah menunjukkan bahagian hadapan panel solar (sebelah yang akan menghadap matahari).Ambil perhatian bahawa saya menambah gam tambahan untuk membentuk paip di atas untuk menyerupai menuang air garam.
Foto tidak menunjukkan salutan tambahan gam di sekeliling perimeter untuk mengelakkan air daripada bocor, tetapi anda perlu melakukannya. Biarkan gam kering sebelum meneruskan ke langkah seterusnya.
Seterusnya, gunakan penitis besar untuk menambah air garam. Isikan bateri hampir ke bahagian atas plat kuprum sehingga air hampir mengalir keluar. Kemudian tutup lubang dengan setitik gam dan biarkan gam kering selama sekurang-kurangnya setengah jam.
Dalam foto di atas anda boleh melihat panel solar panel rata beraksi dalam cahaya matahari yang terang. Ia memberikan kira-kira 36 mikroamp. Anda juga boleh melihat manik tambahan gam di sekeliling tepi plat, dan mengisi bahagian atas paip.
Akhirnya, dalam foto lain terdapat bayangan penulis. Ambil perhatian bahawa ammeter kini membaca kira-kira 4 mikroamp kerana tiada cahaya matahari menyinarinya.
