როგორ გავაკეთოთ მზის პანელი სამეცნიერო პროექტისთვის

მზის პანელი არის მზის ელემენტების მასივი, ხოლო პანელის აგება შეგიძლიათ უჯრედებით თქვენ ყიდულობთ ინტერნეტით, ეს უფრო მაგარი და უფრო ინსტრუქტიურია, რომ შექმნათ საკუთარი უჯრედები ნაპოვნიდან მასალები. სპილენძის ფურცლის ციმციმისა და მარილიანი წყლის ოდნავ მეტით, შეგიძლიათ მზის სხივებისგან გაზომვადი ელექტროენერგიის წარმოქმნა. თავისთავად, ამ ტიპის უჯრედი დიდად არ გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას, მაგრამ თუ ბევრი მათგანი უნდა ააშენოთ და მავთულხლართად გაატაროთ სერია, შეიძლება საკმარისი დენის გამომუშავება მოხდეს ბატარეის დასატენად ან ბოლქვის გასანათებლად.

როდესაც ჰაინრიხ ჰერცმა აღმოაჩინა ფოტოელექტრული ეფექტი, მას ხელი არ მიუწვდებოდა დოპირებული სილიციუმის ჩიპებზე, მაგრამ მას ჰქონდა ლითონის ფირფიტები. ერთ-ერთი ფირფიტა შეიძლება იყოს სპილენძი, რომელიც იჟანგებოდა ატმოსფეროს ზემოქმედებით, რადგან თასის ოქსიდი იყო ერთ-ერთი პირველი მასალა, რომელიც დაფიქსირდა ამ ფენომენის ჩვენებით. საკმაოდ მარტივია სპილენძის ფურცელზე თასის ფენის დადება. თქვენ მხოლოდ სითბოს დამატება დაგჭირდებათ.

თასის ოქსიდი ნახევარგამტარია და თუ ფირფიტს ჩაყრით მარილიან წყალში და მზის სხივებამდე მიაქვთ, ელექტრონები ფირფიტიდან მარილიან წყალში გადაედინება. დააყენეთ სუფთა სპილენძის ფირფიტა წყალში, რომ ანოდი გახდეს და ელექტრონები იქამდე მიედინება. თუ ორ ფირფიტას დააკავშირებთ მრიცხველთან, ელექტრონები მრიცხველის საშუალებით მიედინება თავდაპირველ ფირფიტაზე და მრიცხველი აღრიცხავს ელექტროენერგიას.

ამ პროექტისთვის დაგჭირდებათ დაახლოებით ნახევარი კვადრატული ფუტი სპილენძი, რომელიც შეგიძლიათ იხილოთ ტექნიკის მაღაზიების უმეტეს ნაწილში. დავჭრათ ის ორ თანაბარ ნაწილად, თუნუქის ნატეხების გამოყენებით. ჩამოიბანეთ სპილენძის ნაჭრები საპნით და წყლით, რომ ცხიმი ამოიღოთ, შემდეგ კი ერთი ფურცელი განათავსეთ ელექტროქურას. ნაჭერი უნდა იყოს საკმარისად დიდი, რომ დაფაროს სანთურა.

ჩართეთ სითბო მის მაქსიმალურ პარამეტრამდე და უყურეთ. სპილენძის ნაჭერზე ფერები მძაფრდება და შემდეგ იწყება თიხის ოქსიდის საფარით დაბნელება. დაველოდოთ სპილენძის გაშავებას და შემდეგ გავაჩეროთ კიდევ 30 წუთი. ცეცხლი გამორთეთ და სპილენძი გააგრილეთ სანთურზე.

ფირფიტის გაცივებისთანავე, სპილენძი და კუპრის ოქსიდი სხვადასხვა სიჩქარით იკლებს და შავი საფარი იწყებს აქერცვლას. როდესაც ფირფიტა მთლიანად გაცივდება, ამოიღეთ ფირფიტა და ფრთხილად გაიწმინდეთ აქერცლილი მასალა. მის ქვეშ არის კუპრის ოქსიდის წითელი ფენა. ნუ გაიხეხებთ ამას - ეს არის ნახევრად გამტარი ფენა, რომელიც გჭირდებათ.

გამჭვირვალე პლასტმასის ერთლიტრიანი ბოთლი ქმნის შესაბამის კონტეინერს თქვენი მზის ელემენტისთვის. ბოთლი შუაზე გაჭერით და ზემოდან მოაცილეთ, ასე რომ ღია კონტეინერი გექნებათ. გაათბეთ სპილენძის ფირფიტა, რომელიც გაათბეთ, ნახევარწრედ მოათავსეთ და ბოთლის შიგნით მოათავსეთ, ისე რომ გვერდით დაეყრდნოს. მხარე, რომელიც სანთურისკენ იყო მიმართული, ბოთლის გარედან უნდა იყოს მიმართული. მოხარშეთ სპილენძის ფირფიტა, რომელიც არ გაცხელეთ ანალოგიური ფორმის სახით და დააყენეთ ბოთლის მოპირდაპირე მხარეს. ფირფიტებს არ უნდა შეეხოთ.

შეურიეთ ორი სუფრის კოვზი სუფრის მარილი ჭიქაში, რომელშიც დაახლოებით 2 ჭიქა თბილი წყალია და აურიეთ სანამ მარილი არ გახსნის. ჩაასხით მარილიანი წყალი პლასტმასის ბოთლში, შეავსეთ იგი დაახლოებით 3/4. ლითონის ფირფიტების თავები უნდა იყოს წყლის ზემოთ, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ დაურთოთ ალიგატორის კლიპები. თქვენი უჯრედი ახლა მზად არის ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.

გამოიტანეთ უჯრედი გარეთ და განათავსეთ მაგიდაზე ისე, რომ დაჟანგული ფირფიტა მზისკენ გაექცეს. დააკავშირეთ მრიცხველი ფირფიტებს ალიგატორის კლიპებით და დააყენეთ მრიცხველი დენის მიკროამპების რეგისტრაციისთვის. როდესაც საკანი სრულ მზეზეა, მრიცხველმა უნდა დარეგისტრირდეს 33 – დან 50 მიკროამპამდე. შეცვალეთ მრიცხველი ვოლტის გასაზომად და უნდა შეამჩნიოთ ძაბვა დაახლოებით 0,25 ვოლტამდე. მაქსიმალური სიმძლავრის (P) გამოსათვლელად, უჯრედი აწვდის, გამრავლებული მაქსიმალური დენის (I) ძაბვაზე (V) და მიიღეთ 0.00005 amps x .25 ვოლტი = 0.0000125 ვატი, ან 12.5 მიკროვატი. ამ ურთიერთობის გამომხატველი ფორმულაა P = V x I.

მზის პანელი უბრალოდ არის მზის ელემენტების მასივი, რომლებიც გაყვანილია სერიულად. მიუხედავად იმისა, რომ კომერციული პანელების უჯრედები ბრტყელია, შესაძლებელია პანელის ტიპის შექმნა, რომელიც ბოთლში უჯრედებისგან შედგება. დაიწყეთ ორი ბოთლის უჯრით. დააკავშირეთ ანოდი ერთ-ერთ მათგანზე, რომელიც არის სუფთა სპილენძის ფირფიტა, და სხვა კათოდთან, რომელიც არის ფირფიტა ბუშტის ოქსიდის დეპოზიტით, მავთულის გამოყენებით ალიგატორის კლიპებით. დააკავშირეთ მრიცხველი ორ ფირფიტასთან, რომლებიც არ არის დაკავშირებული. მას შემდეგ, რაც ორმაგად ძაბავთ ორმაგი უჯრედის გაყვანით, თქვენ გააორმაგეთ თქვენი მასივის სიმძლავრე P = 2V x I ფორმულის გამოყენებით. ამ უჯრედების სერია შეგიძლიათ დააკავშიროთ, რამდენიც გსურთ. ყოველი ახალი უჯრედი ზრდის ძაბვას 0,25 ვოლტით.