Tartalom
- Elmélet a réz cella mögött
- A rézlemez előkészítése
- Napelem egy palackban
- Vezetékcellák együtt az energia növelése érdekében
A napelem egy napelemek tömbje, és bár ön is elkészítheti a panelt online megvásárolt cellákkal, ez hűvösebb és tanulságosabb módja annak, hogy saját cellákat készítsen a megtalált anyagokból. Alig több, mint egy lap rézvillogással és némi sós vízzel mérhető elektromos áramot generálhat napfényből. Önmagában az ilyen típusú cellák nem termelnek sok energiát, de ha sokat építenének és sorba vezetnék, akkor elegendő áram alakulhat ki az akkumulátor feltöltéséhez vagy az izzó megvilágításához.
Elmélet a réz cella mögött
Amikor Heinrich Hertz felfedezte a fotoelektromos hatást, nem férhetett hozzá adalékolt szilíciumforgácsokhoz, de fémlemezekkel is rendelkezik. Lehet, hogy az egyik lemez réz, amely a légkörnek való kitettséggel oxidálódott, mivel a réz-oxid volt az első olyan anyagok közül, amelyeket megfigyelték ennek a jelenségnek a megjelenésére. Meglehetősen könnyű réteg réz-oxidot lerakni egy rézlemezre. Csak annyit kell tennie, hogy hozzáadjon hőt.
A réz-oxid egy félvezető, és ha a lemezt sós vízbe meríti és napfénynek teszi ki, az elektronok a lemeztől a sós vízbe áramolnak. Helyezzen egy tiszta rézlemezt a vízbe, hogy anódként viselkedjen, és az elektronok ebbe áramlanak. Ha a két lemezt egy mérővel köti össze, az elektronok a mérőn keresztül visszafolynak az eredeti lemezre, és a mérő regisztrálja az elektromos áramot.
A rézlemez előkészítése
Körülbelül fél négyzetlábnyi rézvillanásra van szüksége ehhez a projekthez, amelyet legfeljebb hardverüzletekben találhat. Vágja két egyenlő részre, óncsipekkel. Mossuk le a rézdarabokat szappannal és vízzel a zsír eltávolításához, majd helyezzünk egy lapot az elektromos tűzhely égőjére. A darabnak elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy lefedje az égőt.
Kapcsolja be a hőt a legmagasabb hőmérsékletre, és figyeljen. A rézdarab színei felerősödnek, majd réz-oxid bevonattal sötétednek. Várja meg, amíg a réz feketévé válik, majd hagyja főzni további 30 percig. Kapcsolja ki a hőt és hagyja, hogy a réz lehűljön az égőn.
A lemez lehűlésekor a réz- és réz-oxid különböző sebességgel zsugorodik, és a fekete bevonat megkezdi a pelyhesedést. Amikor a lemez teljesen lehűl, vegye le a lemezt, és óvatosan lemossa az összes pelyhesedő anyagot. Alatta egy vörös réz-oxid réteg található. Ne dörzsölje le - ez a félig vezető réteg, amire szüksége van.
Napelem egy palackban
Az átlátszó műanyag egy literes palack megfelelő tartályt képez a napelem számára. Vágja le a palackot a középső rész körül, és vegye le a tetejét, hogy nyitott tartály legyen. Hajlítsa meg a felmelegített rézlemezt egy félkörbe, és illessze be a palackba úgy, hogy az oldalra nézzen. Az égővel felfelé néző oldalnak a palack külső oldalával kell szembenéznie. Hajlítsa meg a rézlemezt, amelyet nem hevített, hasonló alakúra, és helyezze a palack másik oldalára. A lemezeket nem szabad megérinteni.
Keverjen össze két evőkanál asztali sót egy kb. 2 csésze meleg vizet tartalmazó pohárba, és keverje addig, amíg a só fel nem oldódik. Öntsön a sós vizet a műanyag palackba, körülbelül 3/4-ével megtöltve. A fémlemezek tetejének víz felett kell lennie, így aligátorkapocsokat rögzíthet. A cellája készen áll az áramtermelésre.
Vegye ki a cellát és tegye az asztalra úgy, hogy az oxidált lemez a nap felé nézzen. Csatlakoztasson egy mérőt a lemezekhez aligátorkapocsokkal és állítsa be a mérőt az áram mikroamperjeinek regisztrálására. Amikor a cella teljes napsütésben van, a mérőnek 33-50 mikroamper között kell regisztrálnia. Kapcsolja be a mérőt a voltok mérésére, és körülbelül 0,25 volt feszültséget észlel. A cella által leadott maximális teljesítmény (P) kiszámításához szorozzuk meg a maximális áramot (I) a feszültséggel (V), hogy 0,00005 amper x 0,25 volt = 0,0000125 watt vagy 12,5 mikrotatt érték legyen. Az összefüggést kifejező képlet P = V x I.
Vezetékcellák együtt az energia növelése érdekében
A napelem egyszerűen sorban bekötött napelemek tömbje. Noha a kereskedelmi panelek cellái laposak, lehetséges egy olyan típusú panel létrehozása, amely palackban lévő cellákból áll. Kezdje két üvegcellával. Csatlakoztassa az egyik anódot, azaz a tiszta rézlemezt, a másik katódjával, azaz a réz-oxid lerakódással ellátott lemezt, aligatorkapocsokkal ellátott huzal segítségével. Csatlakoztassa a mérőt a nem csatlakoztatott két lemezhez. Mivel megduplázza a feszültséget két cellának soros vezetésével, a tömb teljesítményét megkétszerezte a P = 2V x I képlettel. Ezeket a cellákat annyi sorba kapcsolhatja, amennyit csak akar. Minden új cella növeli a feszültséget 0,25 volttal.