แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

Send

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า แผงโซล่าร์ประสิทธิภาพสูงที่คุณสามารถซื้อได้ที่ Radio Shack และร้านค้าอื่น ๆ ทำจากซิลิคอนที่ผ่านการบำบัดเป็นพิเศษและต้องการโรงงานขนาดใหญ่อุณหภูมิสูงการทำความสะอาดพิเศษและเงินจำนวนมาก

หากเราต้องการเสียสละประสิทธิภาพสำหรับความสามารถในการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ของเราเองในห้องครัวจากวัสดุจากร้านฮาร์ดแวร์เราสามารถสาธิตแผงโซลาร์ที่ใช้งานได้ในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง

แผงโซลาร์ของเราทำจากคอปเปอร์ออกไซด์แทนซิลิกอน คอปเปอร์ออกไซด์เป็นหนึ่งในวัสดุแรกที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโฟโตอิเล็กทริกซึ่งแสงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวัสดุ

ความคิดเกี่ยวกับการอธิบายผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริคคือสิ่งที่ทำให้อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์และทฤษฎีสัมพัทธภาพ

วัสดุ

1. แผ่นทองแดงจากร้านฮาร์ดแวร์ โดยปกติจะมีราคาประมาณ 150 รูเบิล สำหรับ 0.9 ตารางเมตรเราต้องการประมาณ 45 ตารางเซนติเมตร

2. สองคลิปจระเข้

3. ไมโครมิเตอร์ที่ละเอียดอ่อนซึ่งสามารถวัดช่องว่างระหว่าง 10 ถึง 50 ไมโครแอมป์ Radio Shack ขายมัลติมิเตอร์ขนาดเล็กพร้อมจอ LCD แต่คุณสามารถใช้งานได้ตามปกติ

4. เตาอบไฟฟ้า เตาในครัวของฉันเป็นแก๊สดังนั้นฉันจึงซื้อเตาไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีเกลียวเดียวประมาณ 750 รูเบิลเตาขนาดเล็ก 700 วัตต์อาจไม่ทำงาน - คุณต้องใช้อย่างน้อย 1100 วัตต์เพื่อให้เตาเปลี่ยนเป็นสีแดง

5. ขวดพลาสติกที่มีคอบาด ฉันใช้น้ำแร่ 2 ลิตร

6. เกลือแกง เราต้องการช้อนโต๊ะสองสาม

7. น้ำจากก๊อก

8. กระดาษทรายหรือสว่านด้วยหัวฉีด (ขัด)

9. แผ่นโลหะ

การผลิต

นี่คือเตา

ก่อนอื่นคุณต้องตัดชิ้นส่วนทองแดงเพื่อให้มีขนาดเท่ากับเตาไฟฟ้า ล้างมือให้สะอาดเพื่อหลีกเลี่ยงคราบมันหรือคราบอื่น ๆ นอกจากนี้ให้ล้างแผ่นทองแดงด้วยผงซักฟอกเพื่อล้างคราบไขมันหรือคราบอื่น ๆ ใช้กระดาษทรายหรือแปรงขัดเพื่อลบแผ่นทองแดงออกจนสุดเพื่อให้ซัลไฟด์หรือการกัดกร่อนแสงอื่น ๆ หลุดออก

จากนั้นวางแผ่นทองแดงที่สะอาดลงบนกระเบื้อง (ไฟฟ้า) แล้วเปิดให้สูงสุด

ทองแดงจะเริ่มร้อนขึ้นและออกซิไดซ์คุณจะเห็นจุดสีส้มแดงที่สวยงามบนพื้นผิว

เมื่อทองแดงร้อนขึ้นมากขึ้นจุดที่มีหลายสีจะถูกแทนที่ด้วยออกไซด์ทองแดงสีดำ

สีทั้งหมดหายไปเมื่อหมุนวนเป็นสีแดงแล้ว

เมื่อเครื่องเผาไหม้แผ่นทองแดงจะถูกเคลือบด้วยออกไซด์ทองแดงสีดำ ปล่อยให้มันปรุงต่ออีกครึ่งชั่วโมงดังนั้นการเคลือบสีดำจะหนา นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากการเคลือบหนาจะลอกออกได้ง่ายในขณะที่การเคลือบแบบบางจะยังคงยึดติดกับทองแดง

หลังจากการปรุงอาหารครึ่งชั่วโมงให้ปิดเตา ปล่อยให้ทองแดงร้อนบนหัวเตาเพื่อทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ถ้าคุณทำให้มันเย็นเร็วเกินไปฟิล์มออกไซด์สีดำจะติดกับทองแดง

เมื่อทองแดงเย็นตัวลงมันก็หดตัว ออกไซด์ทองแดงสีดำก็หดตัวลงเช่นกัน แต่พวกมันถูกบีบอัดด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งทำให้ออกไซด์ทองแดงสีดำขัดผิว

ในไม่ช้าชิ้นใหญ่ ๆ จะตกลงมามันสนุกที่จะดู))

เมื่อทองแดงเย็นตัวจนถึงอุณหภูมิห้อง (ใช้เวลาประมาณ 20 นาที) ฟิล์มออกไซด์สีดำส่วนใหญ่จะหายไป ทำความสะอาดได้ง่ายด้วยมือของคุณใต้น้ำที่ไหลผ่านจะช่วยขจัดสิ่งเล็ก ๆ ส่วนใหญ่ อย่าพยายามกำจัดคราบปากแข็งและอย่างอแผ่น - คุณสามารถทำลายชั้นออกไซด์ทองแดงบาง ๆ ได้ แต่เราแค่ต้องการมัน

ส่วนที่เหลือของการชุมนุมนั้นง่ายและรวดเร็วมาก

ตัดแผ่นทองแดงแผ่นที่สองให้มีขนาดเท่ากับแผ่นแรก (ให้ความร้อน) โค้งงอทั้งสองส่วนอย่างระมัดระวังเพื่อให้พอดีกับขวดพลาสติกโดยไม่ต้องสัมผัสกัน

ติดจระเข้เข้ากับแผ่นทั้งสอง เชื่อมต่อสายไฟจากทองแดงบริสุทธิ์ไปยังขั้วบวกและลวดจากแผ่นเหล็กที่มีออกไซด์ถึงลบ

ตอนนี้ผสมเกลือสองสามช้อนโต๊ะในน้ำประปาร้อนเล็กน้อย ผัดจนเกลือละลายหมด ค่อยๆเทส่วนผสมลงในขวด (ที่แผ่นอยู่) ทิ้งไว้ประมาณ 2.5 ซม. จากขอบของแผ่น

ในภาพด้านบนแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สำเร็จรูปใน SHADOW แอมมิเตอร์จะแสดงประมาณ 6 มิลลิแอมป์ แต่แม้ในที่มืดแบตเตอรี่นี้จะให้หลายมิลลิมิลลิวินาที))

ภาพนี้แสดงแบตเตอรี่ในที่มีแสงและแอมมิเตอร์แสดง 34 มิลลิวินาทีบางครั้งแบตเตอรี่สามารถให้ได้ 50 มิลลิแอมป์หรือมากกว่า

มันทำงานยังไง?

คอปเปอร์ออกไซด์เป็นเซมิคอนดักเตอร์ มันเป็นตัวนำสื่อกลางที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้อย่างอิสระและเป็นฉนวนที่อิเล็กตรอนจะถูกผูกมัดอย่างยิ่งกับอะตอมของพวกเขาและไม่ไหลอย่างอิสระ

มีช่องว่างในเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าช่องว่างระหว่างวงดนตรีระหว่างอิเล็กตรอนที่ถูกผูกมัดอย่างยิ่งกับอะตอมและอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจากอะตอมซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและนำไฟฟ้า

อิเล็กตรอนไม่สามารถอยู่ในเขตต้องห้ามได้ อิเล็กตรอนสามารถให้พลังงานเพียงเล็กน้อยและเคลื่อนที่จากนิวเคลียสของอะตอมไปยังช่องว่างของแถบ อิเล็กตรอนควรได้รับพลังงานเพียงพอที่จะเคลื่อนห่างจากนิวเคลียสออกไปนอกวงว่าง

ในทำนองเดียวกันอิเล็กตรอนที่อยู่นอกช่องว่างของวงดนตรีจะไม่สามารถสูญเสียพลังงานเล็กน้อยและจะเข้าใกล้นิวเคลียสเพียงเล็กน้อยเท่านั้น สิ่งนี้น่าจะสูญเสียพลังงานมากพอที่จะผ่านเขตต้องห้ามไปยังบริเวณที่อิเล็กตรอนสามารถทำได้

เมื่อแสงอาทิตย์กระทบกับอิเล็กตรอนในคอปเปอร์ออกไซด์อิเล็กตรอนบางตัวจะได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพียงพอที่จะข้ามผ่านเขตต้องห้ามและมีอิสระในการนำไฟฟ้า

อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ไปในน้ำเกลือจากนั้นลงในแผ่นทองแดงที่สะอาดลงในลวดผ่านแอมป์มิเตอร์และกลับไปที่แผ่นออกซิไดซ์

เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านแอมป์มิเตอร์เราจะเห็นการทำงาน (แอมแปร์) เมื่อเงาตกลงบนแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ช้าลงและมิลลิวินาทีจะมีขนาดเล็กลง

หมายเหตุเกี่ยวกับพลังงาน

แบตเตอรี่ผลิต 50 มิลลิแอมป์ที่ 0.25 โวลต์

นี่คือ 0.0000125 วัตต์ (12.5 microwatts)

อย่าพยายามที่จะจุดไฟหลอด))) คุณจะต้องมีแบตเตอรี่เอเคอร์เพื่อให้แสงสว่างในบ้านรุ่นของเราคือการทดลองและสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดแสง

0.0000125 วัตต์ (12.5 microwatts) สำหรับแบตเตอรี่ขนาด 0.01 ตารางเมตรหรือ 1.25 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตร เพื่อให้หลอดไฟส่องสว่าง 100 วัตต์จะต้องใช้คอปเปอร์ออกไซด์ 80,000 ตารางเมตรสำหรับด้านที่มีแสงอาทิตย์และ 80,000 ตารางเมตรสำหรับอิเล็กโทรดที่มืด ในการควบคุมเตาเผา 1,000 วัตต์คุณจะต้องมีทองแดงออกไซด์ 800,000 ตารางเมตรและทองแดงธรรมดาอีก 800,000 ตารางเมตรหรือ 1,600,000 ตารางเมตรทั้งหมดเข้าด้วยกัน หากต้องซ่อมบนหลังคาของบ้านแต่ละหลังจะมีความยาว 282 เมตรและกว้าง 282 เมตรยอมรับทุกอย่างที่พวกเขาต้องการไฟฟ้ามีเตาหนึ่งเตา

ที่ 1,600,000 ตารางเมตรมีพื้นที่ 17,222,256.7 ตารางฟุต หากราคาทองแดงครอบคลุมถึง $ 5 ต่อตารางฟุตทองแดงเพียงอย่างเดียวจะมีราคา $ 86,110,283.50 โดยการทำเช่นนี้หนึ่งในสิบของความหนาสามารถลดลงได้ถึง $ 8,611,028.35 เมื่อคุณซื้อเป็นกลุ่มคุณอาจได้ครึ่งราคานี้หรือประมาณ $ 4,300,000.00

หากคุณใช้แผงโซลาร์เซลล์ซิลิกอนที่มีราคา $ 4 ต่อวัตต์คุณสามารถใช้เตาเผาแบบเดียวกันได้ในราคา $ 4,000.00 แต่กลุ่มจะอยู่ที่ประมาณ 10 ตารางเมตรเท่านั้น

หรือประมาณหนึ่งดอลล่าร์คุณสามารถสร้างเตาสุริยะที่ทำจากอลูมิเนียมฟอยล์และกระดาษแข็ง ประมาณ $ 20 คุณสามารถสร้างอลูมิเนียมขัดเงาที่ดีมากอลูมิเนียมหม้อหุงพลังงานแสงอาทิตย์

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบแบน

ฉันสร้างแผงโซลาร์เซลล์รุ่นพกพามากขึ้นในรูปแบบแบน ฉันใช้แผ่นพลาสติกใสของแผ่นซีดีเป็นหน้าต่างและกาวซิลิโคน (คุณสามารถใช้กาวทั่วไป) เพื่อติดชิ้นส่วนเข้าด้วยกันและแยกออกจากกัน

อันดับแรกเราสร้างออกไซด์ของทองแดงดังเช่นในส่วนแรกเราบัดกรีลวดทองแดงหุ้มฉนวนที่มุมของแผ่นออกไซด์ซึ่งจะเป็นลบ (ขั้วลบ)

แผ่นบวกคือชิ้นตัดทองแดงรูปตัวยูที่มีขนาดใหญ่กว่าออกไซด์เล็กน้อย (คุณจะเข้าใจว่าในภาพด้านล่าง))) เราบัดกรีลวดที่มุมของมันในครั้งนี้บวก

ขั้นแรกให้ติดแผ่นทองแดง U ไปที่หน้าต่างพลาสติก ใช้กาวซิลิโคนจำนวนมากดังนั้นน้ำเกลือจะไม่รั่วไหลออกมา ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อประสานถูกปกคลุมด้วยกาวอย่างสมบูรณ์หรือด้านนอกของกาว U ตามที่แสดงในภาพ (เคลือบด้วยกาวอย่างดีกว่า)

รูปภาพด้านล่างแสดงด้านหลังของแผงโซลาร์เซลล์ (ด้านที่ไม่ได้หันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์)

ภาพด้านล่างแสดงด้านหน้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (ด้านที่จะเผชิญกับดวงอาทิตย์) โปรดทราบว่ากาวซิลิโคนไม่ได้หุ้มทองแดงอย่างสมบูรณ์เนื่องจากส่วนหนึ่งของทองแดงจะต้องสัมผัสกับน้ำเกลือในที่สุด

เราติดแผ่นทองแดงบริสุทธิ์ด้วยกาว ชั้นนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างแผ่นทองแดงบริสุทธิ์และแผ่นออกไซด์และควรหนาพอที่จะปล่อยให้มีพื้นที่เล็ก ๆ สำหรับน้ำเกลือ อีกครั้งไม่ใช่ทองแดงทั้งหมดที่เคลือบดังนั้นจะมีทองแดงจำนวนมากเมื่อสัมผัสกับน้ำ

ค่อย ๆ ติดแผ่นออกไซด์ลงบนเลเยอร์นี้ คุณต้องกดแรงพอเพื่อให้แน่ใจว่ากาวล้อมรอบช่องว่างใด ๆ แต่ไม่มากจนทั้งสองแผ่นสัมผัส

ภาพด้านล่างแสดงด้านหน้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (ด้านที่จะเผชิญกับดวงอาทิตย์) โปรดทราบว่าฉันเพิ่มกาวพิเศษเพื่อสร้างท่อที่ด้านบนเพื่อให้เป็นเหมือนการเทน้ำเกลือ

ภาพถ่ายไม่แสดงการเกาะติดรอบปริมณฑลเพื่อให้น้ำไม่สามารถรั่วไหลได้เลย แต่คุณต้องทำ ปล่อยให้กาวแห้งก่อนดำเนินการในขั้นตอนต่อไป

จากนั้นใช้หลอดหยดขนาดใหญ่เพื่อเติมน้ำเกลือ เติมแบตเตอรี่จนเกือบถึงด้านบนของแผ่นทองแดงเพื่อให้น้ำเกือบจะไหลออกมา จากนั้นปิดผนึกรูด้วยหยดกาวและปล่อยให้กาวแห้งเป็นเวลาอย่างน้อยครึ่งชั่วโมง

ในภาพด้านบนคุณสามารถเห็นแผงโซลาร์แบนที่ใช้งานภายใต้แสงแดดจ้า มันให้ 36 ไมโครแคมป์ นอกจากนี้คุณยังสามารถเห็นลูกปัดพิเศษของกาวรอบ ๆ ขอบของแผ่นเปลือกโลกและการเติมของส่วนบนของท่อ