Un panou solar este o serie de celule solare și, în timp ce puteți construi singur un panou cu celule achiziționați online, este mult mai răcoros și mai instructiv să vă construiți propriile celule din cele găsite materiale. Cu puțin mai mult decât o foaie de cupru intermitent și puțină apă sărată, puteți genera un curent electric măsurabil din lumina soarelui. În sine, acest tip de celulă nu generează prea multă energie electrică, dar dacă ai construi multe dintre ele și le vei conecta în serie, ai putea dezvolta suficient curent pentru a încărca o baterie sau pentru a aprinde un bec.
Teoria din spatele celulei de cupru
Când Heinrich Hertz a descoperit efectul fotoelectric, nu avea acces la cipuri de siliciu dopate, dar avea plăci metalice. Una dintre plăci ar fi putut fi cuprul care s-a oxidat prin expunerea la atmosferă, deoarece oxidul cupros a fost unul dintre primele materiale care au fost observate pentru a prezenta acest fenomen. Este destul de ușor să depuneți un strat de oxid cupros pe o foaie de cupru. Tot ce trebuie să faceți este să adăugați căldură.
Oxidul de cupru este un semiconductor și, dacă scufundați placa în apă sărată și o expuneți la lumina soarelui, electronii curg din placă în apa sărată. Puneți o placă de cupru curată în apă pentru a acționa ca un anod, iar electronii curg către aceasta. Dacă conectați cele două plăci cu un contor, electronii curg înapoi pe placa originală prin contor, iar contorul înregistrează curentul electric.
Pregătirea plăcii de cupru
Veți avea nevoie de aproximativ jumătate de metru pătrat de cupru intermitent pentru acest proiect, pe care îl puteți găsi la majoritatea magazinelor de hardware. Tăiați-l în două bucăți egale, folosind tăieturi de tablă. Spălați bucățile de cupru cu apă și săpun pentru a îndepărta grăsimea, apoi așezați o foaie pe arzătorul unui aragaz electric. Piesa trebuie să fie suficient de mare pentru a acoperi arzătorul.
Porniți căldura la cea mai înaltă setare și urmăriți. Culorile de pe piesa de cupru se intensifică și apoi încep să se întunece cu un strat de oxid cupric. Așteptați ca cuprul să devină negru, apoi lăsați-l să gătească încă 30 de minute. Opriți focul și lăsați cuprul să se răcească pe arzător.
Pe măsură ce placa se răcește, cuprul și oxidul cupric se micșorează la viteze diferite, iar învelișul negru începe să se desprindă. Când placa este complet rece, scoateți placa și periați ușor tot materialul de descuamare. Sub el se află un strat roșu de oxid cupros. Nu frecați acest lucru - acesta este stratul semiconductor de care aveți nevoie.
O celulă solară într-o sticlă
O sticlă din plastic transparent de un litru face un recipient potrivit pentru celula ta solară. Tăiați sticla în jurul mijlocului și scoateți partea superioară, astfel încât să aveți un recipient deschis. Îndoiți placa de cupru pe care ați încălzit-o într-un semicerc și introduceți-o în sticlă, astfel încât să se sprijine lateral. Partea orientată în sus pe arzător ar trebui să fie orientată spre exteriorul sticlei. Îndoiți placa de cupru pe care nu ați încălzit-o într-o formă similară și așezați-o în partea opusă a sticlei. Plăcile nu trebuie să se atingă.
Se amestecă două linguri de sare de masă într-un pahar care conține aproximativ 2 căni de apă caldă și se amestecă până când sarea se dizolvă. Se toarnă apa sărată în sticla de plastic, umplând-o cam cu 3/4. Vârfurile plăcilor metalice trebuie să fie deasupra apei, astfel încât să puteți atașa cleme de aligator. Celula dvs. este acum pregătită pentru a genera electricitate.
Scoateți celula afară și așezați-o pe o masă, astfel încât placa oxidată să fie orientată spre soare. Conectați un contor la plăci cu cleme de aligator și setați contorul să înregistreze microampere de curent. Când celula este în plin soare, contorul trebuie să înregistreze între 33 și 50 de microampere. Comutați contorul pentru a măsura volți și ar trebui să observați o tensiune de aproximativ 0,25 volți. Pentru a calcula puterea maximă (P) pe care o furnizează celula, înmulțiți curentul maxim (I) cu tensiunea (V) pentru a obține 0,00005 amperi x 0,25 volți = 0,0000125 wați sau 12,5 microviți. Formula care exprimă această relație este P = V x I.
Cabluri de sârmă împreună pentru a crește puterea
Un panou solar este pur și simplu o serie de celule solare conectate în serie. Deși celulele de pe panourile comerciale sunt plate, este posibil să se creeze un tip de panou care constă din celule într-o sticlă. Începeți cu două celule de sticlă. Conectați anodul pe unul dintre ele, care este placa de cupru curată, la catodul celuilalt, care este placa cu depozitul de oxid cupros, folosind un fir cu cleme de aligator. Conectați contorul la cele două plăci care nu sunt conectate. Deoarece dublați tensiunea prin cablarea a două celule în serie, ați dublat puterea matricei dvs. utilizând formula P = 2V x I. Puteți conecta oricâte dintre aceste celule în serie doriți. Fiecare celulă nouă crește tensiunea cu 0,25 volți.