СОНЯЧНА БАТАРЕЯ

Send

Сонячна батарея - пристрій для перетворення енергії сонця в електрику. Висока продуктивність сонячних батарей, які Ви можете купити в Radio Shack і інших магазинах, зроблені зі спеціально обробленого кремнію і вимагають величезних фабрик, високих температур, особливої чистки і великої кількості грошей.

Якщо ми бажаємо пожертвувати ефективністю за здатність зробити наші власні сонячні батареї в кухні з матеріалів з господарського магазину, ми можемо продемонструвати робочу сонячну батарею приблизно через годину.

Наша сонячна батарея зроблена з оксиду міді замість кремнію. Окис міді - один з перших матеріалів, в якому вчені відкрили фотоелектричний ефект, в якому світло змушує електрику текти в матеріалі.

Думки про те, як пояснити фотоелектричний ефект полягає в тому, що привело Альберта Ейнштейна до Нобелівської премії з фізики і до теорії відносності.

Матеріали.

1. Лист міді з господарського магазину. Він зазвичай коштує приблизно 150 руб. за 0.9 квадратного метра.Нам потрібно приблизно 45кв.см.

2. Два затиску "крокодильчика".

3. Чутливий мікроамперметр, який може виміряти проміжки між 10 і 50 мікроампер. Radio Shack продає маленькі мультиметри з рідкокристалічним МОНІТОРОМ.Но можна використовувати і звичайний.

4. Електрична піч. Моя кухонна піч - газова, тому я купив маленьку електричну плитку з однієї спіраллю приблизно за 750 руб.Небольшіе пальника на 700 ват, ймовірно, не будуть працювати - потрібно не менше 1100 ват, щоб пальник ставала червоною.

5. Пластикова пляшка з відрізаним горлечком. Я використовував 2-літрову пляшку від мінералки.

6. Їдальня сіль. Нам знадобиться пара столових ложок.

7. Вода з-під крана.

8. Наждачний папір або дриль з такою насадкою (абразивної)

9. Листовий метал.

Виготовлення.

Ось пальник.

Спочатку потрібно відрізати частину міді, щоб вона була розміром з електричну плиту. Помийте руки, щоб не залишати жирних або ін. Плям. Також вимийте мідний лист з миючим засобом, щоб змити з нього жир або інші пятна.Іспользуйте наждачний папір або абразивний щітку, щоб повністю прибрати мідне захисне покриття так, щоб будь-який сульфід або інша легка корозія були видалені.

Потім покладіть чистий мідний лист на плитку (електричну) і включіть її на максимум.

Мідь почне нагріватися і окислюватися, ви побачите красиві червоно-помаранчеві плями на її поверхні.

Коли мідь нагріється ще більше, різнокольорові плями стануть замінятися чорним кольором-оксидом міді.

Всі кольори зникають, коли спіраль вже червона.

Коли пальник палатиме, лист міді буде покритий чорним мідним оксидом. Дозвольте їй полежати ще півгодини, таким чином чорне покриття буде товстим. Це важливо, тому що товсте покриття відшарується легко, в той час як тонке залишиться, прилипнув до міді.

Після півгодини кулінарії закрийте конфорку. Залиште гарячу мідь на пальнику, щоб повільно охолоджуватися. Якщо Ви охолодіть її занадто швидко, то чорна оксидна плівка прилипне до міді.

Оскільки мідь охолоджується, вона стискається. Чорна мідна окис також стискається. Але вони стискаються з різною швидкістю, що змушує чорну мідну окис відшаруватися.

Скоро стануть відвалюватися великі шматки, це забавно спостерігати))

Коли мідь охолола до кімнатної температури (це займає приблизно 20 хвилин), велика частина чорної оксидної плівки піде. Легке очищення Вашими руками під проточною водою видалить більшість маленьких шматочків. НЕ НАМАГАЙТЕСЯ віддирати не піддаються цятки і не згинайте лист - можете пошкодити тонкий шар мідної окису, а саме він нам і потрібен

Інша частина збірки дуже швидка і проста.

Ображати другий лист міді під розмір з першим (нагрітим) .АККУРАТНО зігніть обидві частини, таким чином вони увійдуть в пластмасову пляшку, не торкаючись один одного.

Причепіть "крокодильчики" до обох пластин. З'єднайте провід від чистої міді до плюса, а провід від пластини з оксидом - до мінуса.

Тепер змішайте пару столових ложок солі в невеликій кількості гарячої води з під крана. Розмішуйте, поки вся сіль не розчиниться. Акуратно вилийте суміш в пляшку (де пластини), залишивши приблизно 2.5см від країв пластин.

На фотографії вище готова сонячна батарея В ТІНІ, амперметр показує приблизно 6 міліампер.Но навіть в темряві ця батарея буде давати кілька міліампер))

Ця фотографія показує батарею на світлі, а амперметр показує 34 міліампер, іноді батарея може дати і 50 міліампер, або навіть більше.

Як це працює?

Оксид міді - напівпровідник. Він є проміжним провідником, де електрика може текти вільно, і ізолятор, де електрони сильно пов'язані з їх атомами і не течуть вільно.

У напівпровіднику є проміжок, названий забороненою зоною між електронами, які пов'язані сильно з атомом, і електронами, які більш далекі від атома, який може переміститися вільно і провести електрику.

Електрони не можуть залишитися в забороненій зоні. Електрон може дати тільки трохи енергії і переїхати від ядра атома в заборонену зону. Електрон має отримати достатньо енергії переміститися далі від ядра, за межами забороненої зони.

Точно так же електрон поза забороненої зони не може програти трохи енергії і впасти тільки трохи ближче до ядра. Це повинно втратити досить енергії впасти мимо забороненої зони в область, де можна електронам.

Коли сонячне світло вражає електрони в оксиді міді, деякі з електронів отримують достатньо енергії від сонячного світла, щоб підскочити повз забороненої зони і стати вільними провести електрику.

Вільні електрони переміщаються в солону воду, потім в чисту мідну пластину, в провід, через амперметр, і тому до окисленої пластині.

Оскільки електрони переміщаються через амперметр, ми бачимо роботу (ампер). Коли тінь падає на сонячну батарею, електрони рухаються повільніше і міліампер менше.

Примітка про енергію.

батарея виробляє 50 міліампер в 0.25 вольт.

Це 0.0000125 вата (12.5 мікроват).

Не намагайтеся запалити лампочку))) знадобилися б акри батарей, щоб висвітлити дом.Наша модель - експериментальна і може використовуватися як датчик світла.

0.0000125 вата (12.5 мікроват) для батареї на 0.01 квадратних метра, або 1.25 милливатт за квадратний метр. Щоб висвітлити лампочку на 100 ват, треба було б 80 000 квадратних метрів оксиду міді для освітленій сонцем боку, і 80 000 квадратних метрів міді для темного електрода. Щоб керувати піччю на 1 000 ват, вам потрібно було б б в 800 000 квадратних метрів оксиду міді, і іншого 800 000 квадратних метрів простий міді, або 1 600 000 квадратних метрів все разом. Якби це повинно билокрепіться на даху будинку, кожен будинок був би 282 метра завдовжки і 282 метра шириною, приймаючи все, для чого вони потребували електриці, була одна піч.

В 1 600 000 квадратних метрів є 17 222 256.7 квадратних футів. Якби мідь, що покриває витрати 5 $ за квадратний фут, одна тільки мідь, коштувала б USD за 86 110 283,50 $. Роблячи це одна десята товщина може знизити це к 8 611 028,35 $. Так як Ви купуєте оптом, Ви могли б отримати це для половини цього, або приблизно 4 300 000,00 $.

Якби Ви використовували кремнієві сонячні групи, що стоять 4 $ за ват, то Ви могли б управляти тієї ж самої піччю за 4 000,00 $. Але групи тільки склали б приблизно 10 квадратних метрів.

Або за приблизно долар Ви можете побудувати сонячну піч з алюмінієвої фольги і картону. Приблизно за 20 $ Ви можете побудувати дуже хорошу полірованого алюмінієву параболічну сонячну плиту.

Плоска сонячна батарея

Я зробив більше портативну версію сонячної батареї в плоску форму. Я використовував прозору пластмасову кришку обкладинки CD-диска як вікно і силіконовий клей (можна звичайний герметик) щоб і докласти частини разом і ізолювати їх один від одного.

Спочатку робимо з міді оксид, як в першій часті.Пріпаіваем до кута оксидной пластини ізольований мідний дріт, це буде мінус (негативний полюс).

Позитивна пластина - U образно вирізаний шматок чистої міді за розміром трохи більше оксидной (далі на картинках поймётё як))) до її кутку припаюємо провід, на цей раз плюс.

Спочатку приклеюємо мідну пластину U до пластмасового вікна. Використовуйте багато силіконового клею, таким чином солона вода не буде просочуватися. Переконайтеся, що паяні з'єднання або повністю покрита клеєм, або за межами клею U, як показано в фотографії (повністю покритий клеєм краще).

Фотографія нижче показує задню сторону сонячної батареї (сторона, яка не що виявляється перед сонцем).

Фотографія нижче показує передню сторону сонячної батареї (сторона, яка буде стояти перед сонцем). Зауважте, що силіконовий клей повністю не покриває міді, так як частина міді повинна в кінцевому рахунку бути в контакті з солоною водою.

Мажемо клеєм пластину чистої міді. Цей шар буде діяти як ізолятор між чистою мідною пластиною і оксидної пластиною, і повинен бути досить товстим, щоб залишити невеликий простір для солоної води. Знову, не вся мідь покрита, таким чином буде багато міді в контакті з водою.

Акуратно приклейте оксидную пластину на цей шар. Ви повинні натиснути досить сильно, щоб упевнитися, що клей оточує будь-які проміжки, але не настільки сильно, що ці дві пластини стикнуться.

Фотографія нижче показує задню сторону сонячної батареї (сторона, яка не що виявляється перед сонцем).

Фотографія нижче показує передню сторону сонячної батареї (сторона, яка буде стояти перед сонцем). Відзначте, що я додав додатковий клей, щоб сформувати трубу зверху, щоб було як заливати солону воду.

На фотографії не відображено додаткова обмазка клеєм по периметру, щоб вода не могла просочитися, але ви повинні її зробити. Дайте клею висохнути перш Чеммі приступати до следущему кроці.

Потім, використовуйте велику піпетку, щоб додати солону воду. Заповніть батарею майже до вершини мідної пластини, щоб вода майже виливалася. Потім запечатайте отвір краплею клею і дозвольте клею ввисихать принаймні півгодини.

На фотографії вище ви можете бачити плоску сонячну батарею в дії на яскравому сонці. Вона дає приблизно 36 мікроампер. Ви можете також бачити додаткову намистинку клею навколо країв пластин, і заповнення вершини труби.