Solarna baterija

Solarna baterija je uređaj za pretvaranje sunčeve energije u električnu energiju. Socijalni paneli visokih performansi koje možete kupiti u Radio Shack-u i drugim trgovinama izrađeni su od posebno obrađenog silicija i zahtijevaju ogromne tvornice, visoke temperature, posebno čišćenje i puno novca.
Ako želimo žrtvovati učinkovitost za mogućnost izrade vlastitih solarnih panela u kuhinji od materijala iz hardverske prodavaonice, možemo demonstrirati radnu solarnu ploču za oko sat vremena.
Naš solarni panel izrađen je od bakrenog oksida umjesto silikona. Bakrov oksid jedan je od prvih materijala u kojem su znanstvenici otkrili fotoelektrični učinak, u kojem svjetlost uzrokuje struju struje u materijalu.
Misli o tome kako objasniti fotoelektrični efekt doveli su Alberta Einsteina do Nobelove nagrade za fiziku i teoriju relativnosti.
Materijali.
1. List bakra iz trgovine hardvera. Obično košta oko 150 rubalja. za 0,9 kvadratnih metara, treba nam oko 45 četvornih cm.
2. Dva kopča za krokodile.
3. Osjetljiv mikroammetar koji može mjeriti razlike između 10 i 50 mikroampera. Radio Shack prodaje male multimetre s LCD monitorima, ali možete koristiti uobičajeni.
4. Električna pećnica. Moja kuhinjska peć je plinska, pa sam kupio mali električni štednjak s jednom spiralom za oko 750 rubalja. Mali gorionici od 700 vati vjerojatno neće raditi - trebate najmanje 1100 vata da se plamenik pocrveni.
5. Plastična boca s izrezanim vratom. Koristio sam bocu od 2 litre mineralne vode.
6. Stolna sol. Trebat će nam nekoliko žlica.
7. Voda iz slavine.
8. Papir ili bušilica s takvom mlaznicom (brusno)
9. lima.
Proizvodnja.
Ovdje je plamenik.
Prvo morate odrezati komad bakra tako da bude veličine električne peći. Operite ruke kako biste izbjegli masne ili druge mrlje. Također, operite bakreni lim s deterdžentom za pranje masnoće ili drugih mrlja. Upotrijebite brusni papir ili brusnu četku za potpuno uklanjanje zaštitnog premaza bakra kako biste uklonili bilo kakvu sulfidnu ili drugu laku koroziju.
Zatim na pločicu (električnu) stavite čist bakreni lim i uključite ga na maksimum.
Bakar će se početi zagrijavati i oksidirati, na njegovoj površini vidjet ćete lijepe crveno-narančaste mrlje.
Kada se bakar zagrijava još više, raznobojne mrlje zamijenit će crni bakreni oksid.
Sve boje nestaju kada je spirala već crvena.
Kada plamenik gori, bakreni lim će biti premazan crnim bakrenim oksidom. Ostavite da kuha još pola sata, kako bi crni premaz bio gust. Ovo je važno jer će se gusti premaz lako oguliti, dok će tanki premaz ostati prianjan na bakar.
Nakon pola sata kuhanja, isključite plamenik. Ostavite vrući bakar na plameniku da se polako ohladi. Ako ga prebrzo ohladite, film crnog oksida će se zalijepiti za bakar.
Dok se bakar hladi, on se skuplja. Crni bakreni oksid također se smanjuje. Ali komprimiraju se različitim brzinama, zbog čega crni bakreni oksid eksfolira.
Uskoro će otpasti veliki komadi, zabavno ih je gledati))
Kad se bakar ohladi na sobnu temperaturu (to traje oko 20 minuta), većina crnog oksidnog filma otpada. Jednostavno čišćenje rukama pod tekućom vodom ukloniće većinu sitnih komada. Ne pokušavajte ljuštiti tvrdokorne mrlje i ne savijati lim - možete oštetiti tanki sloj bakrovog oksida, ali upravo nam je potreban
Ostatak montaže je vrlo brz i jednostavan.
Izrežite drugi list bakra na veličinu prvog (zagrijanog). Oba dijela pažljivo savijte tako da se uklapaju u plastičnu bocu, a da se međusobno ne dodiruju.
Na obje ploče pričvrstite krokodile. Spojite žicu od čistog bakra na plus, a žicu s ploče s oksidom na minus.
Sada pomiješajte nekoliko žlica soli u malo tople vode iz slavine. Miješajte dok se sva sol ne otopi. Smjesu nježno izlijte u bocu (tamo gdje su tanjuri), ostavljajući otprilike 2,5 cm od rubova tanjura.
Na gornjoj fotografiji, gotova solarna baterija U SIJALI, ampermetar pokazuje oko 6 miliampera. Ali čak i u mraku, ova će baterija dati nekoliko miliampera))
Ova fotografija prikazuje bateriju na svjetlu, a ampermetar prikazuje 34 miliampera, ponekad baterija može dati 50 miliampera, ili čak i više.
Kako to djeluje?
Bakrov oksid je poluvodič. To je srednji vodič, gdje elektricitet može slobodno teći, i izolator, gdje su elektroni snažno vezani za svoje atome i ne teku slobodno.
U poluvodiču postoji jaz koji se naziva jaz između elektrona koji su snažno vezani za atom i elektrona koji su udaljeniji od atoma, a koji se mogu slobodno kretati i provoditi struju.
Elektroni ne mogu ostati u zabranjenoj zoni. Elektroni mogu dati samo malo energije i premjestiti se iz jezgre atoma u zazor. Elektroni moraju primiti dovoljno energije da se kreću dalje od jezgre, izvan zabranjene zone.
Slično tome, elektron izvan jazbine u opsegu ne može izgubiti malo energije i pasti se samo malo bliže jezgri. Ovo bi trebalo izgubiti dovoljno energije da bi prošlo izvan zabranjene zone u područje gdje elektroni mogu.
Kad sunčeva svjetlost pogodi elektrone u bakrenom oksidu, neki od elektrona dobivaju dovoljno energije od sunčeve svjetlosti da bi prošli pored zabranjene zone i postali slobodni za provođenje električne energije.
Slobodni elektroni prelaze u slanu vodu, zatim u čistu bakrenu ploču, u žicu, ampermetar i natrag na oksidiranu ploču.
Dok se elektroni kreću kroz ampermetar, vidimo djelo (ampere). Kad sjena padne na solarnu bateriju, elektroni se kreću sporije, a miliamper je manji.
Napomena o energiji. 
Baterija proizvodi 50 miliampera na 0,25 volta.
To je 0,0000125 vata (12,5 mikrota).
Ne pokušavajte upaliti žarulju))) za osvjetljenje kuće trebali bi vam hektari akumulatora. Naš model je eksperimentalni i može se koristiti kao senzor svjetla.
0,0000125 vata (12,5 mikrota) za bateriju od 0,01 kvadratnog metra ili 1,25 milivata po kvadratnom metru. Da biste osvijetlili žarulju od 100 vata, bilo bi potrebno 80 000 četvornih metara bakrenog oksida za obasjanu sunce, a 80 000 četvornih metara bakra za tamnu elektrodu. Za kontrolu peći od 1.000 vati, trebate 800.000 četvornih metara bakrovog oksida i još 800.000 četvornih metara običnog bakra, odnosno ukupno 1.600.000 četvornih metara. Kad bi se fiksirali na krovu kuće, svaka bi kuća bila duga 282 i širina 282 metra, prihvaćajući sve za što im treba struja, postojala je jedna peć.
Na 1.600.000 četvornih metara nalazi se 17.222.256,7 kvadratnih metara. Ako bakrena obloga košta 5 dolara po četvornom metru, sama bakra koštala bi 86,110,283,50 dolara. Time se desetina debljine može spustiti na 8.611.028,35 USD. Budući da kupujete na veliko, možete ga dobiti za pola toga, odnosno oko 4.300.000,00 USD.
Ako ste koristili silikonske solarne ploče koje koštaju 4 USD po vatu, mogli biste pokrenuti istu peć za 4.000,00 USD. Ali grupe bi bile samo oko 10 četvornih metara.
Ili za oko jednog dolara možete napraviti solarnu peć od aluminijske folije i kartona. Za oko 20 dolara možete izgraditi vrlo lijep polirani aluminijski parabolični štednjak.
Ravna solarna baterija
Napravio sam prijenosniju verziju solarne ploče u ravnom obliku. Prozirni plastični poklopac poklopca CD-a koristio sam kao prozor i silikonsko ljepilo (možete koristiti redovnu brtvilo) kako bih dijelove spojio zajedno i izolirao jedan od drugog.
Prvo napravimo oksid bakra, kao u prvom dijelu. Zalijevamo izoliranu bakrenu žicu na ugao oksidne ploče, to će biti minus (negativni pol).
Pozitivna ploča je U-oblikovani komad čistog bakra, nešto većeg od oksida (shvatit ćete kako na slikama ispod))) lemimo žicu do njegovog ugla, ovaj put plus.
Prvo zalijepite bakrenu ploču U na plastični prozor. Koristite puno silikonskog ljepila kako slana voda neće iscuriti. Provjerite je li spoj za lemljenje ili potpuno prekriven ljepilom, ili izvan U ljepila, kao što je prikazano na fotografiji (bolje premazati ljepilom).
Fotografija ispod pokazuje stražnju stranu solarne ploče (stranu koja nije okrenuta suncu).
Fotografija ispod prikazuje prednju stranu solarne ploče (stranu koja će biti okrenuta suncu). Imajte na umu da silikonsko ljepilo ne prekriva u potpunosti bakar, jer dio bakra mora u konačnici biti u kontaktu sa slanom vodom.
Ljepilom od čistog bakra zalijepimo ljepilo. Taj će sloj djelovati kao izolator između ploče od čistog bakra i oksidne ploče, a trebao bi biti dovoljno gust da može ostaviti malo prostora za slanu vodu. Opet, nije sav premazan bakrom, tako da će biti puno bakra u kontaktu s vodom.
Lagano zalijepite oksidnu ploču na ovaj sloj. Morate pritisnuti dovoljno da biste bili sigurni da ljepilo okružuje praznine, ali ne toliko da se dvije ploče dodiruju.
Fotografija ispod pokazuje stražnju stranu solarne ploče (stranu koja nije okrenuta suncu).
Fotografija ispod prikazuje prednju stranu solarne ploče (stranu koja će biti okrenuta suncu). Imajte na umu da sam dodao dodatno ljepilo da formiram cijev na vrhu tako da nalikuje nalijevanju slane vode.
Fotografija ne pokazuje dodatno lijepljenje po obodu kako voda uopće ne bi mogla procuriti, ali to morate učiniti. Pustite da se ljepilo osuši prije nego što nastavite na sljedeći korak.
Zatim dodajte slanu vodu velikom kapalicom. Napunite bateriju gotovo do vrha bakrene ploče tako da voda gotovo istekne. Zatim rupu zalijepite kapljicom ljepila i ostavite da se ljepilo osuši najmanje pola sata.
Na gornjoj fotografiji možete vidjeti ravni solarni panel u akciji na jarkom suncu. Daje oko 36 mikroampera. Također možete vidjeti dodatnu kuglu ljepila oko rubova ploča i punjenje vrha cijevi.
Konačno, na drugoj fotografiji, autorska sjena. Imajte na umu da ampermetar sada prikazuje otprilike 4 mikroampera jer na njega ne pada sunčana svjetlost.
Izvor: samodelka.ucoz.ru