Conţinut
- Teorie în spatele celulei de cupru
- Pregătirea plăcii de cupru
- O celulă solară într-o sticlă
- Cablurile de sârmă împreună pentru a crește puterea
Un panou solar este o serie de celule solare și, în timp ce puteți construi un panou cu celule pe care le achiziționați online, este mai cool și mai instructiv să vă construiți propriile celule din materialele găsite. Cu puțin mai mult decât o foaie de cupru intermitent și puțină apă sărată, puteți genera un curent electric măsurabil din lumina soarelui. De la sine, acest tip de celule nu generează multă energie electrică, dar dacă ar fi să le construiți multe și să le conectați în serie, puteți dezvolta suficient curent pentru a încărca o baterie sau a aprinde un bec.
Teorie în spatele celulei de cupru
Când Heinrich Hertz a descoperit efectul fotoelectric, el nu a avut acces la cipurile de siliciu dopate, dar a avut plăci metalice. Una dintre plăci ar fi fost cuprul care s-a oxidat prin expunerea la atmosferă, deoarece oxidul cupros a fost unul dintre primele materiale care au fost observate pentru a afișa acest fenomen. Este destul de ușor să depui un strat de oxid cupros pe o foaie de cupru. Nu trebuie decât să adăugați căldură.
Oxidul cupros este un semiconductor și dacă scufundați placa în apă sărată și o expuneți la lumina soarelui, electronii curg din placă în apa sărată. Setați o placă de cupru curată în apă pentru a acționa ca un anod, iar electronii curg la asta. Dacă conectați cele două plăci cu un contor, electronii curg înapoi pe placa inițială prin contor, iar contorul înregistrează curentul electric.
Pregătirea plăcii de cupru
Pentru acest proiect, veți avea nevoie de aproximativ jumătate de metru pătrat de cupru, pe care îl puteți găsi la majoritatea magazinelor hardware. Tăiați-l în două bucăți egale, folosind snipuri de staniu. Spălați bucățile de cupru cu apă și săpun pentru a îndepărta grăsimea, apoi puneți o foaie pe arzătorul unei sobe electrice. Piesa trebuie să fie suficient de mare pentru a acoperi arzătorul.
Porniți căldura la cea mai înaltă setare și urmăriți. Culorile piesei de cupru se intensifică, apoi încep să se întunece cu un strat de oxid cupric. Așteptați ca cuprul să devină negru, apoi lăsați-l să gătesc încă 30 de minute. Opriți focul și lăsați cuprul să se răcească pe arzător.
Pe măsură ce placa se răcește, cupru și oxidul cupric se micșorează la diferite viteze, iar acoperirea neagră începe să se desprindă. Când placa este complet răcoroasă, îndepărtați placa și periați ușor tot materialul de înfășurare. Sub el se află un strat roșu de oxid cupros. Nu frecați acest lucru - acesta este stratul semiconductor de care aveți nevoie.
O celulă solară într-o sticlă
O sticlă transparentă de un litru de plastic face un recipient potrivit pentru celula dvs. solară. Tăiați sticla în jurul mijlocului și scoateți partea superioară, astfel încât să aveți un recipient deschis. Îndoiți placa de cupru pe care ați încălzit-o într-un semicerc și așezați-o în interiorul sticlei, astfel încât să se sprijine de partea laterală. Partea care era orientată în sus pe arzător trebuie să fie orientată spre exteriorul sticlei. Îndoiți placa de cupru pe care nu ați încălzit-o într-o formă similară și setați-o în partea opusă a sticlei. Plăcile nu trebuie să atingă.
Se amestecă două linguri de sare de masă într-un pahar conținând aproximativ 2 căni de apă caldă și se amestecă până se dizolvă sarea. Turnați apa sărată în sticla de plastic, umplând-o cam 3/4. Blaturile plăcilor metalice trebuie să fie deasupra apei, astfel încât să puteți atașa agrafe de aligator. Celula dvs. este acum pregătită să genereze energie electrică.
Luați celula afară și așezați-o pe o masă, astfel încât placa oxidată să fie orientată spre soare. Conectați un contor la plăci cu ajutorul clemelor de aligator și setați contorul pentru a înregistra microamplele de curent. Când celula este în plin soare, contorul trebuie să înregistreze între 33 și 50 de microampi. Comutați contorul pentru a măsura volți și ar trebui să observați o tensiune de aproximativ 0,25 volți. Pentru a calcula puterea maximă (P) pe care o livrează celula, înmulțiți curentul maxim (I) cu tensiunea (V) pentru a obține 0,00005 amperi x .25 volți = 0,0000125 wați sau 12,5 microwati. Formula care exprimă această relație este P = V x I.
Cablurile de sârmă împreună pentru a crește puterea
Un panou solar este pur și simplu o serie de celule solare conectate în serie. Deși celulele de pe panourile comerciale sunt plane, este posibil să se creeze un tip de panou care să fie format din celule în sticlă. Începeți cu două celule de sticlă. Conectați anodul de pe una dintre ele, care este placa de cupru curată, la catodul celuilalt, care este placa cu depozitul de oxid cupros, folosind un fir cu agrafe. Conectați contorul la cele două plăci care nu sunt conectate. Deoarece dublați tensiunea prin cablarea a două celule în serie, ați dublat puterea tabloului dvs. utilizând formula P = 2V x I. Puteți conecta cât mai multe dintre aceste celule în serie. Fiecare celulă nouă crește tensiunea cu 0,25 volți.