Un pannello solare è una serie di celle solari, e mentre puoi costruire un pannello con le celle che acquisti online, è molto più interessante e istruttivo costruire le tue celle con materiali trovati. Con poco più di un foglio di rame che lampeggia e un po 'di acqua salata, è possibile generare una corrente elettrica misurabile dalla luce solare. Di per sé, questo tipo di cella non genera molta elettricità, ma se ne costruissi molti e li leghi in serie, potresti sviluppare abbastanza corrente per caricare una batteria o accendere una lampadina.
Teoria Dietro la cella di rame
Quando Heinrich Hertz scoprì l'effetto fotoelettrico, non aveva accesso a chip di silicio drogati, ma aveva piastre di metallo. Una delle piastre potrebbe essere stata il rame che si era ossidato dall'esposizione all'atmosfera perché l'ossido rameoso era uno dei primi materiali osservati per mostrare questo fenomeno. È abbastanza facile depositare uno strato di ossido rameoso su un foglio di rame. Tutto quello che devi fare è aggiungere calore.
L'ossido rameoso è un semiconduttore e se immergi la piastra nell'acqua salata e la esponi alla luce solare, gli elettroni fluiscono dalla piastra all'acqua salata. Imposta una piastra di rame pulita nell'acqua per agire come un anodo, e gli elettroni fluiscono verso quello. Se colleghi le due piastre con un metro, gli elettroni tornano alla piastra originale attraverso lo strumento e il contatore registra la corrente elettrica.
Preparazione della piastra di rame
Avrai bisogno di circa mezzo piede quadrato di rame che lampeggia per questo progetto, che puoi trovare nella maggior parte dei negozi di ferramenta. Tagliarlo in due pezzi uguali, usando delle forbici di latta. Lavare i pezzi di rame con acqua e sapone per rimuovere il grasso, quindi posizionare un foglio sul bruciatore di una stufa elettrica. Il pezzo dovrebbe essere abbastanza grande da coprire il bruciatore.
Accendi il fuoco al massimo e guarda. I colori sul pezzo di rame si intensificano, e poi iniziano a scurire con un rivestimento di ossido rameico. Attendere che il rame diventi nero, quindi lasciarlo cuocere per altri 30 minuti. Spegnere il fuoco e lasciare raffreddare il rame sul bruciatore.
Quando il piatto si raffredda, il rame e l'ossido rameico si restringono a ritmi diversi e il rivestimento nero inizia a sfaldarsi. Quando la piastra è completamente fresca, rimuovere la piastra e rimuovere delicatamente tutto il materiale scaglioso. Sotto c'è uno strato rosso di ossido rameoso. Non sfregare: questo è lo strato semiconduttivo che ti serve.
Una cella solare in una bottiglia
Una bottiglia di plastica da un litro chiara costituisce un contenitore adatto per la tua cella solare . Taglia la bottiglia intorno al centro e rimuovi la parte superiore in modo da avere un contenitore aperto. Piegare la piastra di rame che hai riscaldato a semicerchio e inserirla all'interno della bottiglia in modo che appoggi contro il lato. Il lato rivolto verso l'alto sul bruciatore deve essere rivolto verso l'esterno della bottiglia. Piegare la piastra di rame che non si è riscaldata in una forma simile e posizionarla sul lato opposto della bottiglia. Le piastre non devono essere toccate.
Mescolare due cucchiai di sale da cucina in un bicchiere contenente circa 2 tazze di acqua calda e mescolare fino a quando il sale si dissolve. Versare l'acqua salata nella bottiglia di plastica, riempiendola di circa 3/4. Le parti superiori delle piastre metalliche devono essere al di sopra dell'acqua, in modo da poter collegare le pinze a coccodrillo. La tua cella è ora pronta per generare elettricità.
Prendi la cella all'esterno e posizionala su un tavolo in modo che la piastra ossidata sia rivolta verso il sole. Collegare un misuratore alle piastre con clip a coccodrillo e impostare lo strumento per registrare le microampere di corrente. Quando la cella è in pieno sole, lo strumento dovrebbe registrare tra 33 e 50 microampere. Commuta il misuratore per misurare volt e dovresti notare una tensione di circa 0,25 volt. Per calcolare la potenza massima (P) fornita dalla cella, moltiplicare la corrente massima (I) per la tensione (V) per ottenere 0,00005 ampere x 0,25 volt = 0,0000125 watt o 12,5 microwatt. La formula che esprime questa relazione è P = V x I.
Celle di cavi insieme per aumentare la potenza
Un pannello solare è semplicemente una serie di celle solari collegate in serie. Sebbene le celle dei pannelli commerciali siano piatte, è possibile creare un tipo di pannello costituito da celle in una bottiglia. Inizia con due celle di bottiglia. Collegare l'anodo su uno di essi, che è la piastra di rame pulita, al catodo dell'altra, che è la piastra con il deposito di ossido rameoso, utilizzando un filo con fermagli a coccodrillo. Collegare lo strumento alle due piastre che non sono collegate. Poiché raddoppi la tensione collegando due celle in serie, hai raddoppiato la potenza dell'array utilizzando la formula P = 2 V x I. Puoi collegare tante di queste celle in serie come desideri. Ogni nuova cella aumenta la tensione di 0,25 volt.
