Sadržaj
- Teorija iza bakrene ćelije
- Priprema bakrene ploče
- Solarna ćelija u boci
- Žičane ćelije zajedno povećavaju snagu
Solarna ploča je niz solarnih ćelija, a iako sami možete sami izraditi ploču sa ćelijama koje kupujete na mreži, njihov je način hladniji i poučniji da izradite vlastite ćelije iz pronađenih materijala. Uz malo više od lima bakra koji treperi i malo slane vode možete stvoriti mjerljivu električnu struju od sunčeve svjetlosti. Sama po sebi, ova vrsta ćelija ne proizvodi mnogo električne energije, ali ako biste mnoge od njih napravili i serijski povezali, mogli biste razviti dovoljno struje za punjenje baterije ili žarulje.
Teorija iza bakrene ćelije
Kad je Heinrich Hertz otkrio fotoelektrični efekt, nije imao pristup dopingovanim silikonskim čipovima, ali imao je metalne ploče. Jedna od ploča mogla je biti bakar koji je oksidirao izlaganjem atmosferi jer je bakrov oksid bio jedan od prvih materijala koji su primijetili ovaj fenomen. Dosta je lako naslaga bakarnog oksida na bakreni lim. Sve što trebate učiniti je dodati toplinu.
Cuprous oksid je poluvodič, a ako ploču uronite u slanu vodu i izložite je sunčevoj svjetlosti, iz ploče u slanu vodu dolaze elektroni. Postavite čistu bakrenu ploču u vodi koja djeluje kao anoda i elektroni se slijevaju u nju. Ako spojite dvije ploče s brojilom, elektroni se vraćaju u izvornu ploču kroz mjerač, a brojilo registrira električnu struju.
Priprema bakrene ploče
Za ovaj će vam projekt trebati oko pola metra bakra koji možete pronaći u većini prodavaonica hardvera. Izrežite ga na dva jednaka komada pomoću limenih sitnica. Operite komade bakra sapunom i vodom da biste uklonili masnoću, a zatim stavite jedan list na plamenik električnog štednjaka. Komad bi trebao biti dovoljno velik da pokrije plamenik.
Uključite toplinu na najvišu postavku i pazite. Boje na bakrenom komadu se pojačavaju, a zatim počinju potamniti premazom kuričnog oksida. Pričekajte da se bakar pocrni, a zatim ostavite da se kuha još 30 minuta. Isključite vatru i ostavite da se bakar ohladi na plameniku.
Kako se ploča hladi, bakar i kurikov oksid smanjuju se različitim brzinama, a crni premaz počinje odskakivati. Kad se ploča potpuno ohladi, izvadite je i nježno obrišite sav ljuskavi materijal. Ispod nje crveni je sloj oksida. Nemojte ih trljati - ovo vam je potreban poluvodički sloj.
Solarna ćelija u boci
Prozirna plastična boca od jedne litre čini prikladan spremnik za vašu solarnu ćeliju. Prerežite bocu oko sredine i uklonite vrh tako da imate otvoren spremnik. Savijte bakrenu ploču koju ste zagrijali u polukrug i stavite je unutar boce tako da se nasloni na stranu. Strana koja je bila okrenuta prema gore na plameniku trebala bi biti okrenuta prema vanjskoj strani boce. Savijte bakrenu ploču koju niste zagrijali u sličan oblik i postavite je na suprotnu stranu boce. Ploče ne bi smjele dodirnuti.
Dvije žlice kuhinjske soli pomiješajte u čaši koja sadrži oko 2 šalice tople vode i miješajte dok se sol ne otopi. Ulijte slanu vodu u plastičnu bocu, napunivši je oko 3/4. Vrhovi metalnih ploča trebaju biti iznad vode tako da možete pričvrstiti kopče za aligatore. Vaša je stanica sada spremna za proizvodnju električne energije.
Izvadite ćeliju vani i stavite je na stol tako da oksidirana ploča bude okrenuta suncu. Spojite metar na ploče s klipama za aligatore i postavite mjerač da registrira mikroampere struje. Kad je stanica na suncu, mjerač treba registrirati između 33 i 50 mikroampera. Uključite mjerač za mjerenje volti i trebali biste primijetiti napon od oko 0,25 volta. Da biste izračunali maksimalnu snagu (P), stanica će se pomnožiti maksimalna struja (I) s naponom (V) da biste dobili 0,00005 ampera x .25 volti = 0,0000125 vata ili 12,5 mikrota. Formula koja izražava taj odnos je P = V x I.
Žičane ćelije zajedno povećavaju snagu
Solarna ploča jednostavno je niz solarnih ćelija koje su serijski ožičene. Iako su ćelije na komercijalnim pločama ravne, moguće je stvoriti vrstu ploče koja se sastoji od ćelija u boci. Počnite s dvije stanice boca. Spojite anodu na jednoj od njih, a to je čista bakrena ploča, na katodu druge, a to je ploča s naslagom kalijevog oksida, pomoću žice s aligatorskim kvačicama. Spojite mjerač na dvije ploče koje nisu spojene. Budući da udvostručujete napon povezivanjem dviju stanica u nizu, udvostručili ste snagu array pomoću formule P = 2V x I. Možete spojiti onoliko ovih ćelija u nizu koliko želite. Svaka nova ćelija povećava napon za 0,25 volta.