Aurinkoenergia akku
Aurinkoakku on laite, joka muuntaa aurinkoenergian sähköksi. Suorituskykyiset aurinkokennot, joita voit ostaa Radio Shackista ja muista kaupoista, on valmistettu erityisesti käsitellystä piistä ja vaativat valtavia tehtaita, korkeita lämpötiloja, erikoispuhdistusta ja paljon rahaa.
Jos olemme valmiita vaihtamaan tehokkuuden kykyyn tehdä omia keittiön aurinkopaneeleja rautakaupan materiaaleista, voimme esitellä toimivan aurinkopaneelin noin tunnissa.
Aurinkokennomme on valmistettu kuparioksidista piin sijaan. Kuparioksidi on yksi ensimmäisistä materiaaleista, joissa tutkijat löysivät aurinkosähkövaikutuksen, jossa valo saa sähkön virtaamaan materiaalissa.
Ajatukset valosähköisen vaikutuksen selittämisestä johtivat Albert Einsteinin fysiikan Nobelin palkinnon ja suhteellisuusteorian luomiseen.
Materiaalit.
1. Kuparilevy rautakaupasta. Se maksaa yleensä noin 150 ruplaa. 0,9 neliömetrille Tarvitsemme noin 45 neliömetriä.
2. Kaksi alligaattoripidikettä.
3.Herkkä mikroampeerimittari, joka voi mitata 10-50 mikroampeerin intervalleja. Radio Shack myy pieniä yleismittareita LCD-näytöllä, mutta voit käyttää tavallista.
4. Sähköuuni. Keittiön liesi on kaasuliesi, joten ostin pienen yksikierukan sähköliesi noin 750 RUB:lla. Pienet 700 watin polttimet eivät todennäköisesti toimi - polttimen punastumiseen tarvitaan vähintään 1100 wattia.
5. Muovipullo, jonka kaula on leikattu pois. Käytin 2 litran kivennäisvesipulloa.
6. Ruokasuola. Tarvitsemme pari ruokalusikallista.
7. Hanavesi.
8. Hiomapaperi tai pora, jossa on tällainen kiinnitys (hioma)
9. Pelti.
Valmistus.
Tässä poltin.
Ensin sinun on leikattava kuparipala niin, että se on sähköliesi kokoinen. Pese kätesi, jotta et jätä rasvaisia tai muita tahroja. Pese myös kuparilevy pesuaineella rasvan ja muiden tahrojen poistamiseksi. Käytä hiekkapaperia tai hankaavaa harjaa kuparisuojapinnoitteen poistamiseen kokonaan, jotta sulfidi tai muu kevyt korroosio poistuu.
Aseta sitten puhdas kuparilevy liesille (sähkö) ja laita se päälle.
Kupari alkaa lämmetä ja hapettua, sen pinnalla näkyy kauniita punaoransseja täpliä.
Kun kupari kuumenee vielä enemmän, moniväriset täplät alkavat korvautua mustalla kuparioksidilla.
Kaikki värit katoavat, kun spiraali on jo punainen.
Kun poltin hehkuu, kuparilevy päällystetään mustalla kuparioksidilla. Anna kypsyä vielä puoli tuntia, jotta musta pinnoite paksuuntuu. Tämä on tärkeää, koska paksu pinnoite irtoaa helposti, kun taas ohut pinnoite jää kiinni kupariin.
Puolen tunnin kypsennyksen jälkeen sammuta poltin. Anna kuuman kuparin jäähtyä hitaasti polttimella. Jos jäähdytät sen liian nopeasti, kupariin tarttuu musta oksidikalvo.
Kun kupari jäähtyy, se supistuu. Myös musta kuparioksidi kutistuu. Mutta ne kutistuvat eri nopeuksilla, mikä saa mustan kuparioksidin hilseilemään.
Pian isoja paloja alkaa pudota, on hauska katsoa))
Kun kupari on jäähtynyt huoneenlämpötilaan (tämä kestää noin 20 minuuttia), suurin osa mustasta oksidikalvosta on poissa. Kevyt hankaus käsillä juoksevan veden alla poistaa suurimman osan pienistä palasista. ÄLÄ yritä poistaa pinttyneitä kohtia äläkä taivuta levyä - saatat vahingoittaa ohutta kuparioksidikerrosta, jota tarvitsemme.
Loput kokoonpanosta on erittäin nopeaa ja helppoa.
Leikkaa toinen kuparilevy samankokoiseksi kuin ensimmäinen (lämmitetty) Taivuta molemmat osat HUOLELLISESTI niin, että ne sopivat muovipulloon koskettamatta toisiaan.
Kiinnitä alligaattoripidikkeet molempiin levyihin. Liitä johdin puhtaasta kuparista plussaan ja johdin oksidilevystä negatiiviseen.
Sekoita nyt pari ruokalusikallista suolaa pieneen kuumaan vesijohtoveteen. Sekoita, kunnes kaikki suola on liuennut. Kaada seos varovasti pulloon (missä lautaset ovat), jättäen noin 2,5 cm etäisyydelle lautasten reunoista.
Yllä olevassa kuvassa valmis aurinkoparisto on VARJOSSA, ampeerimittari näyttää noin 6 milliampeeria. Mutta pimeässäkin tämä akku tuottaa useita milliampeeria))
Tämä kuva näyttää akun valossa ja ampeerimittari näyttää 34 milliampeeria, joskus akku voi antaa 50 milliampeeria tai jopa enemmän.
Kuinka se toimii?
Kuparioksidi on puolijohde.Se on välijohdin, jossa sähkö voi virrata vapaasti, ja eriste, jossa elektronit ovat tiukasti sidottu atomeihinsa eivätkä virtaa vapaasti.
Puolijohteessa atomiin tiukasti sitoutuneiden elektronien ja kauempana atomista olevien elektronien välillä on aukko nimeltä bandgap, joka voi liikkua vapaasti ja johtaa sähköä.
Elektronit eivät voi jäädä kaistavälille. Elektroni voi antaa vain vähän energiaa ja siirtyä atomin ytimestä kaistavälille. Elektronin on saatava tarpeeksi energiaa siirtyäkseen kauemmas ytimestä kaistavälin ulkopuolelle.
Samoin kaistavälin ulkopuolella oleva elektroni ei voi menettää vähän energiaa ja pudota vain vähän lähemmäs ydintä. Sen täytyy menettää tarpeeksi energiaa pudotakseen kaistavälin ohi alueelle, josta elektronit voivat paeta.
Kun auringonvalo osuu kuparioksidissa oleviin elektroneihin, osa elektroneista saa tarpeeksi energiaa auringonvalosta hypätäkseen kaistavälin ohi ja vapautuakseen johtamaan sähköä.
Vapaat elektronit siirtyvät suolaveteen, sitten puhtaaseen kuparilevyyn, lankaan, ampeerimittarin läpi ja takaisin hapettuneelle levylle.
Kun elektronit liikkuvat ampeerimittarin läpi, näemme työn (ampeerit). Kun aurinkopaneeliin putoaa varjo, elektronit liikkuvat hitaammin ja milliampeerit ovat pienempiä.
Huomio energiasta.
Akku tuottaa 50 milliampeeria 0,25 voltilla.
Tämä on 0,0000125 wattia (12,5 mikrowattia).
Älä yritä sytyttää hehkulamppua))) talon sytyttämiseen kuluisi hehtaareja paristoja. Mallimme on kokeellinen ja sitä voidaan käyttää valosensorina.
0,0000125 wattia (12,5 mikrowattia) 0,01 neliömetrin akulle tai 1,25 milliwattia neliömetriä kohti.100 watin hehkulampun valaisemiseen tarvittaisiin 80 000 neliömetriä kuparioksidia auringonvalossa olevalle puolelle ja 80 000 neliömetriä kuparia tummalle elektrodille. 1 000 watin uunin käyttämiseen tarvitsisit 800 000 neliömetriä kuparioksidia ja vielä 800 000 neliömetriä tavallista kuparia tai yhteensä 1 600 000 neliömetriä. Jos se asennettaisiin talon katolle, jokainen talo olisi 282 metriä pitkä ja 282 metriä leveä, kun otetaan huomioon kaikki sähkön tarve, takka oli yksi.
1 600 000 neliöjalkaa on 17 222 256,7 neliöjalkaa. Jos kuparilla peitetyt kustannukset ovat 5 dollaria neliöjalkaa kohti, pelkkä kupari maksaisi 86 110 283,50 dollaria. Kun teet tämän kymmenesosan paksuudesta, tämä voi pienentyä 8 611 028,35 dollariin. Koska ostat irtotavarana, voit saada sen puolella, eli noin 4 300 000,00 dollarilla.
Jos käytit silikonisia aurinkopaneeleja, jotka maksavat 4 dollaria wattia kohden, voisit käyttää samaa uunia 4 000,00 dollarilla. Mutta paneelit olisivat vain noin 10 neliömetriä.
Tai noin dollarilla voit rakentaa aurinkouunin alumiinifoliosta ja pahvista. Noin 20 dollarilla voit rakentaa erittäin mukavan kiillotettavan alumiinisen parabolisen aurinkoliesi.
Litteä aurinkokenno
Tein aurinkopaneelista kannettavamman version litteänä. Käytin kirkasta muovista CD-kannen ikkunana ja silikoniliimaa pitämään kappaleet yhdessä ja eristämään ne toisistaan.
Ensin tehdään kuparista oksidi, kuten ensimmäisessä osassa.. Juotamme eristetyn kuparilangan oksidilevyn kulmaan, tästä tulee miinus (negatiivinen napa).
Positiivinen levy on U:n muotoinen pala puhdasta kuparia, kooltaan hieman suurempi kuin oksidinen (ymmärrät kuinka alla olevissa kuvissa))) juotamme langan sen kulmaan, tällä kertaa plussaa.
Ensin liimataan kuparilevy U muovi-ikkunaan. Käytä runsaasti silikoniliimaa, jotta suolavesi ei pääse valumaan läpi. Varmista, että juotosliitos on joko kokonaan peitetty liimalla tai U-liiman ulkopuolella, kuten kuvassa näkyy (täysin liimalla peitetty on parempi).
Alla olevassa kuvassa näkyy aurinkopaneelin takapuoli (puoli, joka ei ole aurinkoon päin).
Alla olevassa kuvassa näkyy aurinkopaneelin etupuoli (se puoli, joka on aurinkoon päin). Huomaa, että silikoniliima ei peitä kuparia kokonaan, koska osan kuparista täytyy lopulta olla kosketuksissa suolaveden kanssa.
Levitä liimaa puhtaalle kuparilevylle. Tämä kerros toimii eristeenä puhtaan kuparilevyn ja oksidilevyn välillä, ja sen tulee olla tarpeeksi paksu jättääkseen pienen tilan suolavedelle. Jälleenkään kaikkea kuparia ei ole päällystetty, joten paljon kuparia joutuu kosketuksiin veden kanssa.
Liimaa oksidilevy varovasti tähän kerrokseen. Haluat painaa tarpeeksi lujaa varmistaaksesi, että liima ympäröi mahdolliset aukot, mutta ei niin kovaa, että kaksi levyä koskettavat toisiaan.
Alla olevassa kuvassa näkyy aurinkopaneelin takapuoli (puoli, joka ei ole aurinkoon päin).
Alla olevassa kuvassa näkyy aurinkopaneelin etupuoli (se puoli, joka on aurinkoon päin).Huomaa, että lisäsin ylimääräistä liimaa muodostamaan putken päälle niin, että se muistuttaa suolaveden kaatamista.
Kuvassa ei näy ylimääräistä liimaa kehän ympärillä veden vuotamisen estämiseksi, mutta sinun on tehtävä se. Anna liiman kuivua ennen kuin siirryt seuraavaan vaiheeseen.
Lisää seuraavaksi suolavettä suurella tiputtimella. Täytä akku lähes kuparilevyn yläosaan asti, kunnes vesi melkein valuu ulos. Tiivistä sitten reikä tippalla liimaa ja anna liiman kuivua vähintään puoli tuntia.
Yllä olevassa kuvassa näet litteän aurinkopaneelin toiminnassa kirkkaassa auringonvalossa. Se antaa noin 36 mikroampeeria. Voit myös nähdä ylimääräisen liimahelmen levyjen reunojen ympärillä ja täyttävän putken yläosan.
Lopuksi toisessa valokuvassa on tekijän varjo. Huomaa, että ampeerimittari näyttää nyt noin 4 mikroampeeria, koska siihen ei paista auringonvaloa.
Samanlaisia mestarikursseja
Erityisen mielenkiintoista
Kommentit (8)
