SOLBATTERI

Send

Solbatteriet er en enhet for å konvertere solens energi til strøm. De høye ytelsene solcellepaneler du kan kjøpe på Radio Shack og andre butikker er laget av spesialbehandlet silisium og krever enorme fabrikker, høye temperaturer, spesiell rengjøring og mye penger.

Hvis vi ønsker å ofre effektivitet for muligheten til å lage våre egne solcellepaneler på kjøkkenet fra materialer fra en jernvarehandel, kan vi demonstrere et fungerende solcellepanel på omtrent en time.

Solcellepanelet vårt er laget av kobberoksid i stedet for silisium. Kobberoksid er et av de første materialene der forskere oppdaget den fotoelektriske effekten, der lys får strøm til å strømme i materialet.

Tankene om hvordan man kan forklare den fotoelektriske effekten er det som førte Albert Einstein til Nobelprisen i fysikk og til relativitetsteorien.

Materialer.

1. Et ark kobber fra en jernvarehandel. Det koster vanligvis rundt 150 rubler. for 0,9 kvadratmeter. Vi trenger omtrent 45 kvadratmeter.

2. To krokodilleklemmer.

3. En følsom mikroammeter, som kan måle hullene mellom 10 og 50 mikroamper. Radio Shack selger små multimeter med LCD-skjermer, men du kan bruke den vanlige.

4. Elektrisk stekeovn. Min kjøkkenovn er gass, så jeg kjøpte en liten elektrisk komfyr med en spiral for omtrent 750 rubler. Små 700 watt brennere vil sannsynligvis ikke fungere - du trenger minst 1100 watt for at brenneren skal bli rød.

5. Plastflaske med avskåret hals. Jeg brukte en 2 liters flaske mineralvann.

6. Bordsalt. Vi trenger et par spiseskjeer.

7. Vann fra kranen.

8. Slipepapir eller bor med en slik dyse (slipemiddel)

9. Blikk.

Produksjon.

Her er brenneren.

Først må du kutte av et stykke kobber slik at det er på størrelse med en elektrisk komfyr. Vask hendene for å unngå fete eller andre flekker. Vask også kobberarket med vaskemidlet for å vaske av fett eller andre flekker. Bruk sandpapir eller en slipende børste for å fjerne kobberbeskyttelsesbelegget helt, slik at sulfid eller annen lett korrosjon fjernes.

Legg deretter et rent kobberark på flisen (elektrisk) og slå den på maksimalt.

Kobber begynner å varme opp og oksidere, du vil se vakre rødoransje flekker på overflaten.

Når kobberet varmes opp enda mer, vil de flerfargede flekkene erstattes av svart kobberoksyd.

Alle farger forsvinner når spiralen allerede er rød.

Når brenneren brenner, blir kobberarket belagt med svart kobberoksyd. La det koke i ytterligere en halv time, så blir det svarte belegget tykt. Dette er viktig, ettersom et tykt belegg lett skal av, mens et tynt belegg forblir klistret til kobber.

Etter en halv times tilberedning, slå av brenneren. La varmt kobber ligge på brenneren. Hvis du kjøler den for raskt, vil den sorte oksidfilmen feste seg til kobberet.

Når kobber avkjøles, trekker det seg sammen. Svart kobberoksyd krymper også. Men de komprimeres i forskjellige hastigheter, noe som får svart kobberoksyd til å eksfoliere.

Snart faller store brikker av, det er morsomt å se))

Når kobberet er avkjølt til romtemperatur (dette tar omtrent 20 minutter), vil mesteparten av svartoksydfilmen forsvinne. Enkel rengjøring med hendene under rennende vann vil fjerne de fleste små bitene. IKKE PASS på å skrelle av sta flekker og ikke bøye arket - du kan skade et tynt lag kobberoksyd, men vi trenger det bare

Resten av monteringen er veldig rask og enkel.

Skjær det andre kobberarket på størrelse med det første (oppvarmet). Bøy begge delene forsiktig slik at de passer inn i plastflasken uten å berøre hverandre.

Fest krokodillene på begge platene. Koble ledningen fra rent kobber til pluss, og ledningen fra platen med oksyd til minus.

Bland nå et par spiseskjeer salt i litt varmt vann fra springen. Rør til alt saltet har løst seg opp. Hell blandingen forsiktig i flasken (der platene er), og etterlater omtrent 2,5 cm fra kantene på platene.

På bildet over, det ferdige solbatteriet IN SHADOW, viser amperemeteret cirka 6 milliamp. Men selv i mørket vil dette batteriet gi flere milliamp))

Dette bildet viser batteriet i lyset, og amperet viser 34 milliamp, noen ganger kan batteriet gi 50 milliamp, eller enda mer.

Hvordan fungerer det?

Kobberoksid er en halvleder. Det er en mellomleder, hvor elektrisitet kan strømme fritt, og en isolator, der elektroner er sterkt bundet til atomene sine og ikke flyter fritt.

Det er et gap i halvlederen som kalles båndgapet mellom elektroner som er sterkt bundet til atomet og elektroner som er lenger borte fra atomet, som kan bevege seg fritt og lede strøm.

Elektroner kan ikke oppholde seg i den forbudte sonen. Et elektron kan bare gi litt energi og bevege seg fra atomkjernen til båndgapet. Et elektron bør få nok energi til å bevege seg lenger fra kjernen, utenfor båndgapet.

Tilsvarende kan et elektron utenfor båndgapet ikke miste litt energi og falle bare litt nærmere kjernen. Dette bør miste nok energi til å falle forbi den forbudte sonen inn i regionen der elektronene kan.

Når sollys treffer elektroner i kobberoksyd, får noen av elektronene nok energi fra sollys til å hoppe forbi den forbudte sonen og bli fri til å lede strøm.

Frie elektroner beveger seg i saltvann, deretter inn i en ren kobberplate, inn i en ledning, gjennom et ammeter og tilbake til den oksiderte platen.

Når elektronene beveger seg gjennom ammeteret, ser vi arbeidet (ampere). Når skyggen faller på solbatteriet, beveger elektronene seg saktere og milliampere er mindre.

Et notat om energi.

Batteriet produserer 50 milliamp ved 0,25 volt.

Dette er 0,0000125 watt (12,5 mikrowatt).

Ikke prøv å tenne pære))) du trenger dekar med batterier for å tenne huset. Modellen vår er eksperimentell og kan brukes som en lyssensor.

0,0000125 watt (12,5 mikrowatt) for et 0,01 kvadratmeter batteri, eller 1,25 milliwatt per kvadratmeter. For å belyse en 100-watts pære, ville den ta 80.000 kvadratmeter kobberoksyd for den solfylte siden, og 80.000 kvadratmeter kobber for den mørke elektroden. For å kontrollere en 1.000 watt ovn, trenger du 800 000 kvadratmeter kobberoksid og ytterligere 800 000 kvadratmeter med vanlig kobber, eller 1.600.000 kvadratmeter alt sammen. Hvis det skulle festes på taket av huset, hvert hus ville være 282 meter langt og 282 meter bredt, og akseptere alt de trengte strøm for, var det en komfyr.

På 1 600 000 kvadratmeter er det 17 222 256,7 kvadratmeter. Hvis kobberbelegg koster $ 5 per kvadratfot, vil kobber alene koste 86,110,283,50 dollar. Ved å gjøre dette kan en tiendedel av tykkelsen senke den til $ 8,611,028,35. Siden du kjøper i bulk, kan det hende du får det for halvparten av dette, eller cirka 4300 000,00 dollar.

Hvis du brukte silikon solcellepaneler som koster $ 4 per watt, kan du kjøre den samme ovnen for $ 4000,00. Men gruppene ville bare være på cirka 10 kvadratmeter.

Eller for en dollar kan du bygge en solovn av aluminiumsfolie og papp. For omtrent $ 20 kan du bygge en veldig fin polert aluminium parabolsk solkoker.

Flat solbatteri

Jeg laget en mer bærbar versjon av solcellepanelet i flat form. Jeg brukte det gjennomsiktige plastdekselet på CD-dekselet som et vindu og silikonlim (du kan bruke vanlig tetningsmasse) for å feste delene sammen og isolere dem fra hverandre.

Først lager vi oksydet av kobber, som i den første delen. Vi lodder en isolert kobbertråd til hjørnet av oksidplaten, dette vil være en minus (negativ pol).

Den positive platen er et U-formet kuttet stykke rent kobber som er litt større enn oksid i størrelse (du vil forstå hvordan på bildene nedenfor))) vi lodder en ledning til hjørnet, denne gangen pluss.

Lim først kobberplaten U til plastvinduet. Bruk mye silikonlim, så saltvann ikke lekker ut. Forsikre deg om at loddefugen enten er helt dekket med lim eller utenfor U-lim, som vist på bildet (helt belagt med lim er bedre).

Bildet nedenfor viser baksiden av solcellepanelet (siden som ikke vender mot solen).

Bildet nedenfor viser forsiden av solcellepanelet (siden som vender mot solen). Merk at silikonlim ikke dekker kobber helt, da en del av kobberet til slutt må være i kontakt med saltvann.

Vi limer en plate av rent kobber med lim. Dette laget vil fungere som en isolator mellom den rene kobberplaten og oksidplaten, og skal være tykk nok til å etterlate en liten plass for saltvann. Igjen er ikke alt kobber belagt, så det vil være mye kobber i kontakt med vann.

Lim oksydplaten forsiktig på dette laget. Du må trykke hardt nok for å forsikre deg om at limet omgir noen gap, men ikke så mye at de to platene berører.

Bildet nedenfor viser baksiden av solcellepanelet (siden som ikke vender mot solen).

Bildet nedenfor viser forsiden av solcellepanelet (siden som vender mot solen). Legg merke til at jeg tilsatte ekstra lim for å danne et rør på toppen slik at det blir som å helle saltvann.

Bildet viser ikke ytterligere lim rundt omkretsen, slik at vannet ikke kunne lekke i det hele tatt, men du må gjøre det. La limet tørke før du går videre til neste trinn.

Bruk deretter en stor dropper for å tilsette saltvann. Fyll batteriet nesten til toppen av kobberplaten slik at vannet nesten søl ut. Forsegl deretter hullet med en dråpe lim og la limet tørke i minst en halv time.

På bildet over kan du se et flatt solcellepanel i aksjon i sterkt solskinn. Det gir omtrent 36 mikroampre. Du kan også se en ekstra limperle rundt kantene på platene, og fylling av toppen av røret.

Til slutt, på et annet bilde, forfatterens skygge. Vær oppmerksom på at ammeteret nå viser omtrent 4 mikroamper, siden det ikke faller noe sollys på det.

Kilde: samodelka.ucoz.ru

Send