סוללה סולארית

Send

הסוללה הסולארית היא מכשיר להמרת אנרגיית השמש לחשמל. הפאנלים הסולאריים בעלות הביצועים הגבוהים שתוכלו לקנות ברדיו שאק ובחנויות אחרות עשויים מסיליקון שטופל במיוחד ודורשים מפעלים ענקיים, טמפרטורות גבוהות, ניקיון מיוחד והרבה כסף.

אם ברצוננו להקריב יעילות עבור היכולת לייצר פאנלים סולאריים משלנו במטבח מחומרים מחנות חומרה, נוכל להדגים פנל סולארי עובד בעוד כשעה.

הפאנל הסולארי שלנו עשוי מתחמוצת נחושת במקום מסיליקון. תחמוצת הנחושת היא אחד החומרים הראשונים שבהם גילו מדענים את האפקט הפוטואלקטרי, בו האור גורם לזרימת החשמל בחומר.

מחשבות כיצד להסביר את האפקט הפוטואלקטרי היא שהובילה את אלברט איינשטיין לפרס נובל לפיזיקה ולתיאוריית היחסות.

חומרים

1. דף נחושת מחנות לחומרי בניין. בדרך כלל זה עולה בערך 150 רובל. בגודל 0.9 מ"ר. אנו זקוקים לכ- 45 מ"ר.

2. שני קטעי תנין.

3. מיקרומטר רגיש, שיכול למדוד את הפערים בין 10 ל- 50 מיקרו -amp. רדיו שאק מוכרת מולטימטר קטן עם מסכי LCD, אך אתה יכול להשתמש בזה הרגיל.

4. תנור חשמלי. תנור המטבח שלי הוא גז ולכן קניתי כיריים חשמליות קטנות עם ספירלה אחת בערך 750 רובל. מבערים קטנים של 700 וואט כנראה לא יעבדו - אתה צריך לפחות 1100 וואט כדי שהמבער יהפוך לאדום.

5. בקבוק פלסטיק עם צוואר חתוך. השתמשתי בבקבוק 2 ליטר מים מינרלים.

6. מלח שולחן. נצטרך כמה כפות.

7. מים מהברז.

8. נייר זכוכית או מקדחה בעזרת זרבובית כזו (שוחקת)

9. פח.

ייצור.

הנה המבער.

ראשית עליכם לחתוך חתיכת נחושת כך שהיא תהיה בגודל של כיריים חשמליות. שטפו את הידיים כדי להימנע מכתמים שמנוניים או אחרים. כמו כן, יש לשטוף את יריעות הנחושת עם חומר הניקוי בכדי לשטוף שומנים או כתמים אחרים. השתמש בנייר זכוכית או במברשת שוחקת כדי להסיר לחלוטין את ציפוי המגן הנחושת, כך שיסיר כל גופרית או קורוזיה קלה אחרת.

ואז הניח גיליון נחושת נקי על האריח (חשמלי) והפעל אותו למקסימום.

הנחושת תתחיל להתחמם ולהתחמצן, תראו כתמים אדומים-כתומים יפים על פני השטח.

כאשר הנחושת מתחממת עוד יותר, הכתמים הצבעוניים יוחלפו על ידי תחמוצת נחושת שחורה.

כל הצבעים נעלמים כאשר הספירלה כבר אדומה.

כאשר המבער נשרף, יריעת הנחושת תצופה בתחמוצת נחושת שחורה. תן לזה להתבשל עוד כחצי שעה, כך שהציפוי השחור יהיה סמיך. זה חשוב, שכן ציפוי עבה יתקלף בקלות, ואילו ציפוי דק יישאר דבוק בנחושת.

לאחר חצי שעה של בישול, כבה את המבער. השאירו נחושת חמה על המבער להתקרר לאט. אם מקררים אותו מהר מדי, סרט התחמוציות השחור ידבק לנחושת.

כאשר הנחושת מתקררת, היא מתכווצת. גם תחמוצת הנחושת השחורה מתכווצת. אבל הם נדחסים במהירויות שונות, מה שגורם לתחמוצת הנחושת השחורה להתייבש.

בקרוב יצירות קטנות גדולות, כיף לצפות))

כאשר הנחושת התקררה לטמפרטורת החדר (זה לוקח בערך 20 דקות), רוב הסרט תחמוצת השחור ייעלם. ניקוי קל עם הידיים מתחת למים זורמים יסיר את רוב החלקים הקטנים. אל שימו לב לקלף כתמים עיקשים ואל תכופפו את הסדין - אתם יכולים לפגוע בשכבה דקה של תחמוצת נחושת, אבל אנחנו רק צריכים את זה

שאר ההרכבה מהירה וקלה מאוד.

חותכים את דף הנחושת השני לגודל הראשון (מחומם). כופפו בזהירות את שני החלקים כך שהם ישתלבו בבקבוק הפלסטיק מבלי לגעת זה בזה.

חבר את התנינים לשתי הלוחות. חבר את החוט מנחושת טהורה לתוספת, ואת החוט מהצלחת עם תחמוצת למינוס.

כעת מערבבים כמה כפות מלח במעט ברז מים חמים. מערבבים עד שכל המלח נמס. שופכים בעדינות את התערובת לבקבוק (היכן שהצלחות נמצאות), ומשאירים כ -2.5 ס"מ משולי הצלחות.

בתמונה למעלה, הסוללה הסולארית המוגמרת ב- SHADOW, מד זרם הראייה מציג בערך 6 מיליאמפר. אבל אפילו בחושך, הסוללה הזו תעניק כמה מיליאמפר))

תמונה זו מציגה את הסוללה באור, והמדד מציג 34 מיליאמפרamp, לפעמים הסוללה יכולה לתת 50 מיליאמפ, ואפילו יותר.

איך זה עובד?

תחמוצת הנחושת היא מוליך למחצה. זהו מוליך ביניים, בו חשמל יכול לזרום בחופשיות, ומבודד, בו אלקטרונים קשורים חזק לאטומים שלהם ואינם זורמים בחופשיות.

יש פער במוליכים למחצה הנקרא פער הפס בין אלקטרונים שקשורים חזק לאטום לבין אלקטרונים המרוחקים יותר מהאטום, שיכולים לנוע בחופשיות ולהוליך חשמל.

אלקטרונים אינם יכולים להישאר באזור האסור. אלקטרון יכול לתת מעט אנרגיה ולעבור מגרעין האטום לפער הלהקה. אלקטרון צריך לקבל מספיק אנרגיה כדי לנוע רחוק יותר מהגרעין, מחוץ לפער הלהקה.

באופן דומה, אלקטרון מחוץ לפער הלהקה לא יכול לאבד קצת אנרגיה ולהיפול רק קצת יותר קרוב לגרעין. זה אמור לאבד מספיק אנרגיה כדי ליפול מעבר לאזור האסור לאזור בו האלקטרונים יכולים.

כאשר אור השמש פוגע באלקטרונים בתחמוצת הנחושת, חלק מהאלקטרונים מקבלים מספיק אנרגיה מאור השמש כדי לקפוץ על פני האזור האסור ולהיות חופשיים להוליך חשמל.

אלקטרונים חופשיים עוברים למי מלח, ואז לצלחת נחושת נקייה, לחוט, דרך מד זרם וחזרה לצלחת המחומצנת.

כאשר האלקטרונים עוברים דרך מד זרם, אנו רואים את העבודה (אמפר). כאשר הצל נופל על סוללת השמש, האלקטרונים נעים לאט יותר והמילאמפרה קטנה יותר.

הערה על אנרגיה.

הסוללה מייצרת 50 מיליאמפ על 0.25 וולט.

זה 0.0000125 וואט (12.5 מיקרו-וואט).

אל תנסו להדליק את הנורה))) הייתם זקוקים לדונמים של סוללות כדי להדליק את הבית. הדגם שלנו הוא ניסיוני ויכול לשמש כחיישן אור.

0.0000125 וואט (12.5 מיקרו-וואט) לסוללה של 0.01 מ"ר, או 1.25 מילוואט למ"ר. כדי להאיר נורה של 100 וואט, זה היה לוקח 80,000 מ"ר תחמוצת נחושת עבור הצד המואר בשמש, ו -80,000 מ"ר נחושת עבור האלקטרודה הכהה. כדי לשלוט בכבשן של 1000 וואט, תצטרך 800,000 מ"ר תחמוצת נחושת ועוד 800,000 מ"ר נחושת רגילה, או 1,600,000 מ"ר כולם יחד. אם היה מקובע אותו על גג הבית, כל ביתו היה 282 מטרים ורוחבו 282 מטרים, מקבל את כל מה שהם צריכים חשמל, היה תנור אחד.

בשטח של 1,600,000 מ"ר יש 17,222,256.7 מ"ר. אם כיסוי נחושת עולה 5 דולר למ"ר, נחושת בלבד תעלה 86,110,283.50 דולר. על ידי כך עשירית מהעובי יכולה להוריד אותו ל 8,611,028.35 $. מכיוון שאתה קונה בכמויות גדולות, ייתכן שתשיג אותו במחצית מזה, או בערך 4,300,000.00 $.

אם השתמשת בפאנלים סולאריים מסיליקון שעולים 4 דולר לוואט, אתה יכול להריץ את אותו הכבשן תמורת 4,000.00 $. אבל הקבוצות יהיו בגודל של כ -10 מ"ר בלבד.

או בערך דולר, אתה יכול לבנות תנור סולארי מרדיד אלומיניום וקרטון. תמורת כ- 20 $ תוכלו לבנות סיר שמש פרבולי אלומיניום מלוטש ונחמד מאוד.

סוללה סולארית שטוחה

הכנתי גרסה ניידת יותר של לוח השמש בצורה שטוחה. השתמשתי בכיסוי הפלסטיק השקוף של כיסוי התקליטור כחלון ודבק סיליקון (אפשר להשתמש באיטום רגיל) כדי לחבר את החלקים זה לזה ולבודד אותם זה מזה.

ראשית, אנו מייצרים תחמוצת נחושת, כמו בחלק הראשון, אנו מכניסים חוט נחושת מבודד לפינת צלחת התחמוצת, זה יהיה מינוס (עמוד שלילי).

הפלטה החיובית היא חתיכה חתוכה בצורת U של נחושת טהורה בגודל מעט גדול יותר מתחמוצת (תבינו איך בתמונות למטה))) אנו מכניסים חוט לפינה שלו, הפעם פלוס.

ראשית, הדבק את צלחת הנחושת U לחלון הפלסטיק. השתמש בהרבה דבק סיליקון, כך שמי מלח לא ידלפו החוצה. ודא שמפרק ההלחמה מכוסה לחלוטין בדבק, או מחוץ לדבק U, כפי שמוצג בתמונה (מצופה דבק לחלוטין עדיף).

התצלום למטה מראה את הצד האחורי של לוח השמש (הצד שאינו פונה לשמש).

התצלום למטה מראה את חזית לוח השמש (הצד שפונה לשמש). שימו לב כי דבק הסיליקון אינו מכסה נחושת לחלוטין, כחלק מהנחושת חייבת בסופו של דבר להיות במגע עם מי מלח.

אנו מדביקים צלחת נחושת טהורה עם דבק. שכבה זו תפעל כמבודד בין צלחת הנחושת הטהורה לצלחת התחמוצת, והיא צריכה להיות עבה מספיק כדי להשאיר מקום קטן למי מלח. שוב, לא כל הנחושת מצופה, כך שיהיה הרבה נחושת במגע עם מים.

דבק בעדינות את צלחת התחמוצת על שכבה זו. צריך ללחוץ חזק מספיק כדי לוודא שהדבק מקיף פערים כלשהם, אך לא עד כדי כך ששתי הצלחות נוגעות.

התצלום למטה מראה את הצד האחורי של לוח השמש (הצד שאינו פונה לשמש).

התצלום למטה מראה את חזית לוח השמש (הצד שפונה לשמש). שימו לב שהוספתי דבק נוסף ליצירת צינור מלמעלה כך שיהיה כמו לשפוך מי מלח.

התצלום אינו מראה דבקים נוספים סביב ההיקף, כך שהמים לא יכלו לדלוף כלל, אך עליכם לעשות זאת. תן לדבק להתייבש לפני שתמשיך לשלב הבא.

לאחר מכן, השתמשו בטפטפת גדולה כדי להוסיף מי מלח. מלא את הסוללה כמעט עד לראש לוחית הנחושת כך שהמים כמעט נשפכים החוצה. ואז אטם את החור בטיפת דבק ואפשרו לדבק להתייבש לפחות חצי שעה.

בתמונה למעלה תוכלו לראות פאנל סולארי שטוח בפעולה בשמש בהירה. זה נותן כ -36 מיקרו -amp. ניתן לראות גם חרוז דבק נוסף סביב קצוות הלוחות והמילוי של החלק העליון של הצינור.