Solarna ploča niz je solarnih ćelija, a iako sami možete izraditi ploču sa ćelijama ako kupujete putem interneta, puno je hladnije i poučnije izgraditi vlastite stanice bez pronalaska materijali. S malo više od bakrenog lima koji treperi i malo slane vode, možete stvoriti mjerljivu električnu struju od sunčeve svjetlosti. Sama po sebi, ova vrsta ćelija ne generira puno električne energije, ali ako biste ih sagradili i povezali u seriju, mogli biste razviti dovoljno struje da napunite bateriju ili zapalite žarulju.
Teorija iza bakrene stanice
Kad je Heinrich Hertz otkrio fotoelektrični efekt, nije imao pristup dopiranim silicijskim čipovima, ali je imao metalne ploče. Jedna od ploča mogla je biti bakar koji je oksidirao izlaganjem atmosferi, jer je bakreni oksid jedan od prvih materijala koji je primijetio da pokazuje taj fenomen. Prilično je jednostavno nanijeti sloj bakrenog oksida na bakreni lim. Sve što trebate je dodati toplinu.
Kuprov oksid je poluvodič, a ako ploču uronite u slanu vodu i izložite je sunčevoj svjetlosti, elektroni teku s ploče u slanu vodu. Postavite čistu bakrenu ploču u vodu da djeluje kao anoda i elektroni do toga teku. Ako spojite dvije ploče s brojilom, elektroni se vraćaju na izvornu ploču kroz mjerač, a brojilo registrira električnu struju.
Priprema bakrene ploče
Za ovaj projekt trebat će vam oko pola kvadrata bakrene bljeskalice, koju možete pronaći u većini trgovina hardverom. Izrežite ga na dva jednaka dijela, pomoću limenih šnala. Operite bakrene dijelove vodom i sapunom kako biste uklonili masnoću, a zatim stavite jedan list na plamenik električne peći. Komad bi trebao biti dovoljno velik da pokrije plamenik.
Uključite grijanje na najvišu razinu i gledajte. Boje na bakrenom komadu se pojačavaju, a zatim počinju potamniti presvlakom bakarnog oksida. Pričekajte da bakar pocrne, a zatim ga pustite da se kuha još 30 minuta. Isključite vatru i pustite da se bakar ohladi na plameniku.
Kako se ploča hladi, bakar i bakarni oksid smanjuju se različitim brzinama, a crna prevlaka počinje se ljuštiti. Kad se ploča potpuno ohladi, izvadite je i nježno očetkajte sav materijal koji se ljušti. Ispod je crveni sloj bakrenog oksida. Ne trljajte ovo - ovo je poluvodljivi sloj koji vam treba.
Solarna ćelija u boci
Prozirna plastična boca od jednog litra čini prikladnu posudu za vašu solarnu ćeliju. Izrežite bočicu oko sredine i uklonite gornju tako da imate otvorenu posudu. Bakarnu ploču koju ste zagrijali savijte u polukrug i stavite je u bocu tako da se odmara uz bok. Strana koja je na plameniku bila okrenuta prema gore trebala bi biti okrenuta prema vanjskoj strani boce. Bakarnu pločicu koju niste zagrijali savijte u sličan oblik i postavite je na suprotnu stranu boce. Ploče se ne bi smjele dodirivati.
Pomiješajte dvije žlice kuhinjske soli u čašu koja sadrži oko 2 šalice tople vode i miješajte dok se sol ne otopi. Ulijte slanu vodu u plastičnu bocu, napunivši je otprilike 3/4. Vrhovi metalnih ploča trebali bi biti iznad vode kako biste mogli pričvrstiti kvačice aligatora. Vaša je stanica sada spremna za proizvodnju električne energije.
Iznesite ćeliju vani i stavite je na stol tako da oksidirana ploča bude okrenuta suncu. Spojite mjerač na pločice pomoću aligatorskih kopča i postavite mjerač tako da registrira mikroampere struje. Kad je stanica na suncu, mjerač treba registrirati između 33 i 50 mikroampera. Prebacite mjerač da izmjerite volte i trebali biste primijetiti napon od oko 0,25 volta. Da biste izračunali maksimalnu snagu (P) koju stanica isporučuje, pomnožite maksimalnu struju (I) s naponom (V) da biste dobili 0,00005 ampera x .25 volti = 0,0000125 vata ili 12,5 mikrovata. Formula koja izražava ovaj odnos je P = V x I.
Povežite stanice da biste povećali snagu
Solarni panel je jednostavno niz solarnih ćelija povezanih u seriju. Iako su stanice na komercijalnim pločama ravne, moguće je stvoriti vrstu panela koja se sastoji od ćelija u boci. Počnite s dvije stanice boca. Spojite anodu na jednoj od njih, koja je čista bakrena ploča, na katodu druge, koja je ploča s naslagom bakrenog oksida, pomoću žice s aligatorskim kopčama. Spojite mjerač na dvije ploče koje nisu spojene. Budući da napon udvostručujete ožičenjem dvije ćelije u seriji, udvostručili ste snagu svog niza koristeći formulu P = 2V x I. Možete povezati onoliko stanica koliko želite u nizu. Svaka nova stanica povećava napon za 0,25 volti.