แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงที่คุณสามารถซื้อได้ที่ Radio Shack และร้านค้าอื่นๆ ทำจากซิลิคอนที่ผ่านการแปรรูปเป็นพิเศษ และต้องใช้โรงงานขนาดใหญ่ อุณหภูมิสูง ต้องทำความสะอาดเป็นพิเศษ และต้องใช้เงินจำนวนมาก
หากเรายินดีแลกประสิทธิภาพกับความสามารถในการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ในห้องครัวของเราเองโดยใช้วัสดุจากร้านฮาร์ดแวร์ เราสามารถสาธิตแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้งานได้ภายในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง
เซลล์แสงอาทิตย์ของเราทำจากคอปเปอร์ออกไซด์แทนซิลิคอน คอปเปอร์ออกไซด์เป็นหนึ่งในวัสดุชนิดแรกๆ ที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ซึ่งแสงทำให้กระแสไฟฟ้าไหลในวัสดุ
ความคิดในการอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกคือสิ่งที่ทำให้อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์และทฤษฎีสัมพัทธภาพ
วัสดุ.
1. แผ่นทองแดงจากร้านฮาร์ดแวร์ โดยปกติจะมีราคาประมาณ 150 รูเบิล สำหรับ 0.9 ตารางเมตร เราต้องการพื้นที่ประมาณ 45 ตร.ซม.
2. คลิปจระเข้สองตัว
3.ไมโครแอมมิเตอร์ที่มีความไวสูงซึ่งสามารถวัดช่วงเวลาระหว่าง 10 ถึง 50 ไมโครแอมป์ Radio Shack จำหน่ายมัลติมิเตอร์ขนาดเล็กพร้อมจอ LCD แต่คุณสามารถใช้แบบปกติได้
4.เตาอบไฟฟ้า. เตาในครัวของฉันเป็นเตาแก๊ส ดังนั้นฉันจึงซื้อเตาไฟฟ้าคอยล์เดี่ยวขนาดเล็กราคาประมาณ 750 รูเบิล หัวเผาขนาดเล็ก 700 วัตต์อาจจะไม่ทำงาน - ต้องใช้อย่างน้อย 1100 วัตต์เพื่อทำให้หัวเตาเปลี่ยนเป็นสีแดง
5. ขวดพลาสติกที่ตัดคอออก ฉันใช้ขวดน้ำแร่ขนาด 2 ลิตร
6. เกลือแกง. เราจะต้องสองสามช้อนโต๊ะ
7. น้ำประปา
8. กระดาษทรายหรือสว่านพร้อมสิ่งที่แนบมา (มีฤทธิ์กัดกร่อน)
9. แผ่นโลหะ
การผลิต.
นี่เตานะ..


ก่อนอื่นคุณต้องตัดทองแดงออกเพื่อให้มีขนาดเท่ากับเตาไฟฟ้า ล้างมือให้สะอาดเพื่อไม่ให้ทิ้งคราบมันหรือคราบอื่นๆ ล้างแผ่นทองแดงด้วยผงซักฟอกเพื่อขจัดคราบไขมันหรือคราบอื่น ๆ ใช้กระดาษทรายหรือแปรงขัดเพื่อขจัดสารเคลือบป้องกันทองแดงออกจนหมดเพื่อกำจัดซัลไฟด์หรือการกัดกร่อนเล็กน้อยอื่น ๆ
จากนั้นวางแผ่นทองแดงที่สะอาดไว้บนเตา (ไฟฟ้า) แล้วเปิดไฟให้สูงสุด


ทองแดงจะเริ่มร้อนขึ้นและออกซิไดซ์ คุณจะเห็นจุดสีส้มแดงสวยงามบนพื้นผิว


เมื่อทองแดงร้อนขึ้น จุดหลากสีจะเริ่มถูกแทนที่ด้วยคอปเปอร์ออกไซด์สีดำ


สีทั้งหมดจะหายไปเมื่อเกลียวเป็นสีแดงอยู่แล้ว


เมื่อหัวเผาเรืองแสงแผ่นทองแดงจะถูกเคลือบด้วยคอปเปอร์ออกไซด์สีดำ ปล่อยให้ปรุงต่ออีกครึ่งชั่วโมงเพื่อให้การเคลือบสีดำหนา นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะสารเคลือบหนาจะลอกออกได้ง่าย ในขณะที่สารเคลือบบางๆ จะยังคงติดอยู่กับทองแดง


หลังจากปรุงอาหารได้ครึ่งชั่วโมง ให้ปิดเตา ทิ้งทองแดงที่ร้อนไว้บนเตาให้เย็นลงอย่างช้าๆ หากคุณทำให้เย็นลงเร็วเกินไป ฟิล์มออกไซด์สีดำจะเกาะติดกับทองแดง


เมื่อทองแดงเย็นลง มันก็จะหดตัว คอปเปอร์ออกไซด์สีดำก็หดตัวเช่นกัน แต่พวกมันจะหดตัวในอัตราที่ต่างกัน ซึ่งทำให้คอปเปอร์ออกไซด์สีดำหลุดล่อนออกไป


อีกไม่นานชิ้นใหญ่จะเริ่มร่วงหล่น น่าดู))


เมื่อทองแดงเย็นลงถึงอุณหภูมิห้อง (ใช้เวลาประมาณ 20 นาที) ฟิล์มออกไซด์สีดำส่วนใหญ่จะหายไป การใช้มือขัดเบา ๆ ใต้น้ำไหลจะกำจัดชิ้นส่วนเล็กๆ ส่วนใหญ่ได้ อย่าพยายามกำจัดจุดที่แข็งออกและอย่างอแผ่น - คุณอาจสร้างความเสียหายให้กับคอปเปอร์ออกไซด์บาง ๆ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องการ
การประกอบส่วนที่เหลือนั้นง่ายและรวดเร็วมาก
ตัดทองแดงแผ่นที่สองให้มีขนาดเท่ากับแผ่นแรก (แผ่นร้อน) งอทั้งสองส่วนอย่างระมัดระวังเพื่อให้พอดีกับขวดพลาสติกโดยไม่สัมผัสกัน
ติดคลิปปากจระเข้เข้ากับแผ่นทั้งสอง เชื่อมต่อสายไฟจากทองแดงบริสุทธิ์เข้ากับขั้วบวก และต่อสายไฟจากแผ่นออกไซด์ไปที่ขั้วลบ
ตอนนี้ผสมเกลือสองสามช้อนโต๊ะในน้ำประปาร้อนเล็กน้อย คนจนเกลือละลายหมด เทส่วนผสมลงในขวดอย่างระมัดระวัง (บริเวณที่มีจาน) โดยเว้นระยะจากขอบจานประมาณ 2.5 ซม.


ในภาพด้านบน แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่เสร็จแล้วอยู่ในเงา แอมมิเตอร์แสดงค่าประมาณ 6 มิลลิแอมป์ แต่แม้จะอยู่ในความมืดแบตเตอรี่นี้จะผลิตได้หลายมิลลิแอมป์))


ภาพนี้แสดงแบตเตอรี่ในแสงไฟ และแอมป์มิเตอร์แสดง 34 มิลลิแอมป์ บางครั้งแบตเตอรี่สามารถให้ 50 มิลลิแอมป์ หรือมากกว่านั้นด้วยซ้ำ
มันทำงานอย่างไร?
คอปเปอร์ออกไซด์เป็นสารกึ่งตัวนำเป็นสื่อกลางที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้อย่างอิสระ และเป็นฉนวนที่อิเล็กตรอนเกาะแน่นกับอะตอมและไม่ไหลอย่างอิสระ
ในเซมิคอนดักเตอร์จะมีช่องว่างที่เรียกว่า bandgap ระหว่างอิเล็กตรอนที่เกาะติดกับอะตอมอย่างแน่นหนากับอิเล็กตรอนที่อยู่ไกลจากอะตอมซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและนำไฟฟ้าได้
อิเล็กตรอนไม่สามารถอยู่ในช่องว่างของแถบความถี่ได้ อิเล็กตรอนสามารถให้พลังงานเพียงเล็กน้อยและเคลื่อนที่จากนิวเคลียสของอะตอมไปยังช่องว่างของแถบความถี่ อิเล็กตรอนจะต้องได้รับพลังงานเพียงพอที่จะเคลื่อนที่ต่อไปจากนิวเคลียสที่อยู่นอกช่องว่างของแถบความถี่
ในทำนองเดียวกัน อิเล็กตรอนที่อยู่นอกแถบแบนด์แกปไม่สามารถสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อยและจะเข้าใกล้นิวเคลียสเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มันจะต้องสูญเสียพลังงานมากพอที่จะตกผ่านช่องว่างของแถบความถี่ไปยังบริเวณที่อิเล็กตรอนสามารถหลบหนีได้
เมื่อแสงแดดกระทบอิเล็กตรอนในคอปเปอร์ออกไซด์ อิเล็กตรอนบางตัวจะได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพียงพอเพื่อข้ามช่องว่างของแถบความถี่และกลายเป็นอิสระในการนำไฟฟ้า
อิเล็กตรอนอิสระจะเคลื่อนที่ไปในน้ำเกลือ จากนั้นเข้าไปในแผ่นทองแดงที่สะอาด เข้าไปในเส้นลวด ผ่านแอมมิเตอร์ และกลับสู่แผ่นออกซิไดซ์
เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านแอมมิเตอร์ เราจะเห็นงาน(แอมป์) เมื่อมีเงาตกบนแผงโซลาร์เซลล์ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ช้าลงและมิลลิแอมป์จะลดลง
หมายเหตุเกี่ยวกับพลังงาน 
แบตเตอรี่ให้พลังงาน 50 มิลลิแอมป์ ที่ 0.25 โวลต์
นี่คือ 0.0000125 วัตต์ (12.5 ไมโครวัตต์)
อย่าพยายามจุดไฟ))) ในบ้านจะต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดเอเคอร์ในการส่องสว่างบ้าน แบบจำลองของเราอยู่ระหว่างการทดลองและสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดแสงได้
0.0000125 วัตต์ (12.5 ไมโครวัตต์) สำหรับแบตเตอรี่ขนาด 0.01 ตารางเมตร หรือ 1.25 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตรในการส่องสว่างหลอดไฟขนาด 100 วัตต์นั้น ต้องใช้คอปเปอร์ออกไซด์ 80,000 ตารางเมตรสำหรับด้านที่มีแสงแดดส่องถึง และทองแดง 80,000 ตารางเมตรสำหรับอิเล็กโทรดสีเข้ม หากต้องการใช้เตาเผาขนาด 1,000 วัตต์ คุณจะต้องใช้คอปเปอร์ออกไซด์ 800,000 ตารางเมตร และทองแดงธรรมดาอีก 800,000 ตารางเมตร หรือ 1,600,000 ตารางเมตรทั้งหมดรวมกัน หากจะติดตั้งบนหลังคาบ้าน บ้านแต่ละหลังจะมีความยาว 282 เมตร กว้าง 282 เมตร เมื่อคำนึงถึงทุกสิ่งที่ต้องใช้ไฟฟ้า มีเตาหนึ่งเตา

มีพื้นที่ 17,222,256.7 ตารางฟุตใน 1,600,000 ตารางฟุต หากทองแดงครอบคลุมราคาอยู่ที่ 5 ดอลลาร์ต่อตารางฟุต ทองแดงเพียงอย่างเดียวก็จะมีราคา 86,110,283.50 ดอลลาร์สหรัฐฯ การทำหนึ่งในสิบนี้ความหนาสามารถลดลงเหลือ $8,611,028.35 เนื่องจากคุณซื้อสินค้าจำนวนมาก คุณสามารถซื้อมาได้ครึ่งหนึ่งหรือประมาณ 4,300,000.00 ดอลลาร์

หากคุณใช้แผงโซลาร์เซลล์ชนิดซิลิคอนซึ่งมีราคา 4 ดอลลาร์ต่อวัตต์ คุณสามารถใช้เตาเผาแบบเดียวกันได้ในราคา 4,000.00 ดอลลาร์ แต่แผงจะมีพื้นที่เพียงประมาณ 10 ตารางเมตรเท่านั้น

หรือประมาณหนึ่งดอลลาร์คุณสามารถสร้างเตาอบพลังงานแสงอาทิตย์จากอลูมิเนียมฟอยล์และกระดาษแข็งได้ ด้วยราคาประมาณ 20 เหรียญสหรัฐฯ คุณสามารถสร้างหม้อหุงข้าวพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาอะลูมิเนียมขัดเงาได้อย่างสวยงาม

เซลล์แสงอาทิตย์แบบแบน
ฉันสร้างแผงโซลาร์เซลล์เวอร์ชันพกพาได้มากขึ้นในรูปแบบแบน ฉันใช้ฝาครอบซีดีพลาสติกใสเป็นหน้าต่างและกาวซิลิโคนเพื่อยึดชิ้นส่วนทั้งสองไว้ด้วยกันและแยกออกจากกัน


ขั้นแรกเราทำออกไซด์จากทองแดงเช่นเดียวกับในส่วนแรก เราบัดกรีลวดทองแดงหุ้มฉนวนที่มุมของแผ่นออกไซด์ซึ่งจะเป็นลบ (ขั้วลบ)


แผ่นบวกเป็นทองแดงบริสุทธิ์รูปตัว U ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าออกไซด์เล็กน้อย (คุณจะเข้าใจว่าในภาพด้านล่าง))) เราบัดกรีลวดไปที่มุมของมัน คราวนี้เป็นบวก
ก่อนอื่นเราติดแผ่นทองแดง U เข้ากับหน้าต่างพลาสติก ใช้กาวซิลิโคนเยอะๆ เพื่อไม่ให้น้ำเกลือซึมเข้าไป ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อบัดกรีถูกปิดด้วยกาวทั้งหมดหรืออยู่ด้านนอกของกาว U ดังที่แสดงในภาพ (ควรปิดด้วยกาวทั้งหมดจะดีกว่า)
ภาพด้านล่างแสดงด้านหลังของแผงโซลาร์เซลล์ (ด้านที่ไม่หันเข้าหาแสงแดด)


ภาพด้านล่างแสดงด้านหน้าของแผงโซลาร์เซลล์ (ด้านที่จะหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์) โปรดทราบว่ากาวซิลิโคนไม่ได้ครอบคลุมทองแดงทั้งหมด เนื่องจากทองแดงบางส่วนจะต้องสัมผัสกับน้ำเกลือในที่สุด


ทากาวบนแผ่นทองแดงบริสุทธิ์ ชั้นนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างแผ่นทองแดงบริสุทธิ์กับแผ่นออกไซด์ และควรจะหนาพอที่จะเหลือพื้นที่เล็กๆ สำหรับน้ำเกลือ ขอย้ำอีกครั้งว่าไม่ได้เคลือบทองแดงทั้งหมด ดังนั้นจะมีทองแดงจำนวนมากสัมผัสกับน้ำ
ติดแผ่นออกไซด์อย่างระมัดระวังบนชั้นนี้ คุณต้องออกแรงกดมากพอเพื่อให้แน่ใจว่ากาวปิดช่องว่างต่างๆ แต่ต้องไม่แรงจนแผ่นทั้งสองสัมผัสกัน
ภาพด้านล่างแสดงด้านหลังของแผงโซลาร์เซลล์ (ด้านที่ไม่หันเข้าหาแสงแดด)


ภาพด้านล่างแสดงด้านหน้าของแผงโซลาร์เซลล์ (ด้านที่จะหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์)โปรดทราบว่าฉันได้เพิ่มกาวพิเศษเพื่อสร้างท่อที่อยู่ด้านบนให้ดูเหมือนการเทน้ำเกลือ


ภาพถ่ายไม่แสดงการเคลือบกาวเพิ่มเติมรอบปริมณฑลเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำรั่วซึม แต่คุณต้องทำ ปล่อยให้กาวแห้งก่อนที่จะไปยังขั้นตอนต่อไป
จากนั้นใช้หยดขนาดใหญ่เพื่อเติมน้ำเกลือ เติมแบตเตอรี่จนเกือบถึงด้านบนของแผ่นทองแดงจนน้ำเกือบไหลออก จากนั้นปิดรูด้วยกาวหยดหนึ่งแล้วปล่อยให้กาวแห้งเป็นเวลาอย่างน้อยครึ่งชั่วโมง


ในภาพด้านบน คุณสามารถเห็นแผงโซลาร์เซลล์แบบจอแบนที่ทำงานท่ามกลางแสงแดดจ้า ให้กระแสประมาณ 36 ไมโครแอมป์ คุณยังสามารถเห็นลูกปัดกาวพิเศษอยู่รอบขอบของแผ่นและเติมด้านบนของท่อ


ในที่สุดอีกภาพหนึ่งก็มีเงาของผู้เขียน โปรดทราบว่าขณะนี้แอมมิเตอร์อ่านค่าได้ประมาณ 4 ไมโครแอมป์ เนื่องจากไม่มีแสงแดดส่องเข้ามา


ความคิดเห็น
  • หูกระต่ายรอยยิ้มหัวเราะบลัชออนยิ้มผ่อนคลายผ่อนคลายยิ้มแย้มแจ่มใส
    heart_eyesจูบ_หัวใจจูบ_ปิด_ตาแดงโล่งใจพอใจยิ้ม
    ขยิบตาStuck_out_tongue_winking_eyeStuck_out_tongue_closed_eyesยิ้มจูบStuck_out_tongueนอนหลับ
    กังวลหน้าบึ้งปวดร้าวอ้าปากทำหน้าบูดบึ้งสับสนเงียบ
    ไร้การแสดงออกไม่ขบขันเหงื่อ_ยิ้มเหงื่อผิดหวัง_โล่งใจเบื่อหน่ายเฉยๆ
    ที่ผิดหวังสับสนน่ากลัวหนาว_เหงื่ออดทนร้องไห้ร้องไห้
    ความสุขประหลาดใจกรีดร้องเหนื่อย_หน้าโกรธความโกรธชัยชนะ
    ง่วงนอนยำหน้ากากแว่นกันแดดเวียนหัว_หน้าภูตผีปีศาจsmile_imp
    neutral_faceno_mouthผู้บริสุทธิ์
3+สาม=
ความคิดเห็น (8)
  1. อาร์ซีฮาส
    #1 อาร์ซีฮาส แขก 20 มิถุนายน 2554 17:30 น
    1
    ฉันคิดว่านี่เป็นแบตเตอรี่ปกติ เย็นเย็นโนคอมเย็น
  2. เซิร์ก
    #2 เซิร์ก แขก 15 เมษายน 2556 17:47 น
    2
    ฉันคิดว่ามันเป็นแค่เลือดออก...
  3. แม่
    #3 แม่ แขก 1 มิถุนายน 2557 17:11 น
    1
    ทำไมต้องกังวลมากถ้าคุณสามารถซื้อโมดูลสำเร็จรูปได้ในราคาที่สมเหตุสมผล มันจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นและขนาดก็จะเล็กลง
  4. ฝึกงาน
    #4 ฝึกงาน แขก 12 มิถุนายน 2557 23:06 น
    6
    นี่คือเซลล์กัลวานิกที่เรียบง่าย - แหล่งเคมีของกระแสไฟฟ้าโดยอิงจากปฏิกิริยาของโลหะสองชนิดกับออกไซด์ของพวกมันในอิเล็กโทรไลต์ บทความนี้ไร้สาระอย่างสมบูรณ์
  5. นักฟิสิกส์
    #5 นักฟิสิกส์ แขก 16 สิงหาคม 2558 22:59 น
    0
    ในส่วนของเซ็นเซอร์วัดแสงก็ไม่ได้แย่แต่อย่างใด
  6. สไตล์
    #6 สไตล์ แขก 23 กันยายน 2558 13:29 น
    0
    มันจะทำงานในที่เย็นหรือไม่?
  7. อันเดรย์
    #7 อันเดรย์ แขก 2 ตุลาคม 2558 14:34 น
    1
    แน่นอนว่ามันไร้สาระ การประเมินแหล่งกำเนิดไฟฟ้าโดยการลัดวงจรด้วยแอมมิเตอร์.....ก็อย่างที่เขาว่ากันว่าไม่ใช่เรื่องง่าย....
  8. อัลบีน่า เมเรนโควา
    #8 อัลบีน่า เมเรนโควา แขก 17 พฤษภาคม 2563 06:54 น
    2
    ทองแดงเพียงแผ่นบางๆ ที่โดนแสงแดดจะผลิตไฟฟ้าได้หรือไม่? ลบลงกราวด์