BATERIA SOLAR

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A bateria solar é um dispositivo para converter a energia do sol em eletricidade. Os painéis solares de alto desempenho que você pode comprar na Radio Shack e em outras lojas são feitos de silício especialmente tratado e exigem grandes fábricas, altas temperaturas, limpeza especial e muito dinheiro.

Se desejarmos sacrificar a eficiência pela capacidade de fabricar nossos próprios painéis solares na cozinha a partir de materiais de uma loja de ferragens, podemos demonstrar um painel solar em funcionamento em cerca de uma hora.

Nosso painel solar é feito de óxido de cobre em vez de silício. O óxido de cobre é um dos primeiros materiais em que os cientistas descobriram o efeito fotoelétrico, no qual a luz faz com que a eletricidade flua no material.

Pensamentos sobre como explicar o efeito fotoelétrico foi o que levou Albert Einstein ao Prêmio Nobel de física e à teoria da relatividade.

Materiais

1. Uma folha de cobre de uma loja de ferragens. Geralmente custa cerca de 150 rublos. para 0,9 metros quadrados, precisamos de 45 cm2.

2. Dois clipes de crocodilo.

3. Um microamperímetro sensível, que pode medir as diferenças entre 10 e 50 microamperes. O Radio Shack vende pequenos multímetros com monitores LCD, mas você pode usar o habitual.

4. forno elétrico. O fogão da minha cozinha é a gás, então comprei um pequeno fogão elétrico com uma espiral por cerca de 750 rublos. Pequenos queimadores de 700 watts provavelmente não funcionarão - você precisa de pelo menos 1100 watts para que o queimador fique vermelho.

5. Garrafa de plástico com um pescoço cortado. Usei uma garrafa de 2 litros de água mineral.

6. Sal de mesa. Vamos precisar de duas colheres de sopa.

7. Água da torneira.

8. Lixe ou perfure com esse bico (abrasivo)

9. Chapa metálica.

Fabricação.

Aqui está o queimador.

Primeiro você precisa cortar um pedaço de cobre para que fique do tamanho de um fogão elétrico. Lave as mãos para evitar manchas oleosas ou outras. Além disso, lave a folha de cobre com o detergente para limpar a graxa ou outras manchas.Use uma lixa ou uma escova abrasiva para remover completamente a folha de cobre, para remover qualquer sulfeto ou outra corrosão leve.

Em seguida, coloque uma folha de cobre limpa no ladrilho (elétrico) e ligue-o ao máximo.

O cobre começará a aquecer e oxidar; você verá lindas manchas vermelho-alaranjadas em sua superfície.

Quando o cobre esquenta ainda mais, os pontos multicoloridos são substituídos pelo óxido de cobre preto.

Todas as cores desaparecem quando a espiral já está vermelha.

Quando o queimador queima, a folha de cobre é revestida com óxido de cobre preto. Deixe cozinhar por mais meia hora, para que o revestimento preto fique espesso. Isso é importante, pois um revestimento espesso se desprende facilmente, enquanto um revestimento fino permanece aderido ao cobre.

Após meia hora de cozimento, desligue o queimador. Deixe o cobre quente no queimador esfriar lentamente. Se você esfriar rápido demais, o filme de óxido preto grudará no cobre.

Quando o cobre esfria, ele se contrai. O óxido de cobre preto também diminui. Mas eles são comprimidos em velocidades diferentes, o que faz com que o óxido de cobre preto esfolie.

Em breve pedaços grandes cairão, é divertido assistir))

Quando o cobre esfria até a temperatura ambiente (isso leva cerca de 20 minutos), a maior parte do filme de óxido preto desaparece. A limpeza fácil com as mãos em água corrente removerá a maioria dos pedaços pequenos. NÃO TENTE descascar manchas difíceis e não dobrar a folha - você pode danificar uma fina camada de óxido de cobre, mas precisamos apenas dela

O restante da montagem é muito rápido e fácil.

Corte a segunda folha de cobre no tamanho da primeira (aquecida). Dobre cuidadosamente as duas partes para que elas se encaixem na garrafa de plástico sem se tocar.

Anexe os crocodilos aos dois pratos. Conecte o fio de cobre puro ao sinal de mais e o fio da placa com óxido ao sinal de menos.

Agora misture duas colheres de sopa de sal em um pouco de água quente da torneira. Mexa até que todo o sal se dissolva. Derrame delicadamente a mistura na garrafa (onde estão as placas), deixando cerca de 2,5 cm das bordas das placas.

Na foto acima, a bateria solar acabada IN SHADOW, o amperímetro mostra cerca de 6 miliamperes. Mas mesmo no escuro, essa bateria fornecerá vários miliamperes))

Esta foto mostra a bateria sob a luz e o amperímetro mostra 34 miliamperes; às vezes, a bateria pode fornecer 50 miliamperes ou mais.

Como isso funciona?

O óxido de cobre é um semicondutor. É um condutor intermediário, onde a eletricidade pode fluir livremente, e um isolador, onde os elétrons estão fortemente ligados aos seus átomos e não fluem livremente.

Há um espaço no semicondutor chamado espaço entre bandas entre elétrons fortemente ligados ao átomo e elétrons mais distantes do átomo, que podem se mover livremente e conduzir eletricidade.

Os elétrons não podem permanecer na zona proibida. Um elétron pode fornecer apenas um pouco de energia e mover-se do núcleo do átomo para o intervalo de banda. O elétron deve receber energia suficiente para se afastar do núcleo, fora da zona proibida.

Da mesma forma, um elétron fora do intervalo da banda não pode perder um pouco de energia e cair apenas um pouco mais perto do núcleo. Isso deve perder energia suficiente para passar da zona proibida para a região onde os elétrons podem.

Quando a luz solar atinge elétrons em óxido de cobre, alguns dos elétrons recebem energia suficiente da luz solar para passar pela zona proibida e se tornar livre para conduzir eletricidade.

Elétrons livres movem-se para a água salgada, depois para uma placa de cobre limpa, para um fio, através de um amperímetro e de volta para a placa oxidada.

À medida que os elétrons se movem através do amperímetro, vemos o trabalho (amperes). Quando a sombra cai sobre a bateria solar, os elétrons se movem mais devagar e os miliamperes são menores.

Uma observação sobre energia.

A bateria produz 50 miliamperes a 0,25 volts.

Isso significa 0,0000125 watts (12,5 microwatts).

Não tente acender a lâmpada))) você precisaria de acres de baterias para iluminar a casa.O nosso modelo é experimental e pode ser usado como um sensor de luz.

0,0000125 watts (12,5 microwatts) para uma bateria de 0,01 metro quadrado ou 1,25 miliwatts por metro quadrado. Para iluminar uma lâmpada de 100 watts, seriam necessários 80.000 metros quadrados de óxido de cobre para o lado iluminado pelo sol e 80.000 metros quadrados de cobre para o eletrodo escuro. Para controlar um forno de 1.000 watts, você precisaria de 800.000 metros quadrados de óxido de cobre e outros 800.000 metros quadrados de cobre comum, ou 1.600.000 metros quadrados juntos. Se fosse fixado no telhado da casa, cada casa teria 282 metros de comprimento e 282 metros de largura, aceitando tudo para o que precisavam de eletricidade, havia um fogão.

Em 1.600.000 metros quadrados, existem 17.222.256,7 pés quadrados. Se a cobertura de cobre custar US $ 5 por pé quadrado, apenas o cobre custará US $ 86.110.283,50. Ao fazer isso, um décimo da espessura pode baixá-lo para US $ 8.611.028,35. Como você compra em grandes quantidades, você pode obtê-lo por metade disso, ou cerca de US $ 4.300.000,00.

Se você usasse painéis solares de silício que custassem US $ 4 por watt, você poderia operar o mesmo forno por US $ 4.000,00. Mas os grupos teriam apenas 10 metros quadrados.

Ou por cerca de um dólar, você pode construir um forno solar com papel alumínio e papelão. Por cerca de US $ 20, você pode construir um belo fogão solar parabólico em alumínio polido.

Bateria solar plana

Fiz uma versão mais portátil do painel solar de forma plana. Usei a tampa plástica transparente da capa do CD como uma janela e cola de silicone (você pode usar selante comum) para prender as peças e isolá-las umas das outras.

Primeiro, fabricamos o óxido de cobre, como na primeira parte, soldamos um fio de cobre isolado no canto da placa de óxido, este será um sinal de menos (pólo negativo).

A placa positiva é um pedaço de cobre puro em forma de U, um pouco maior que o tamanho do óxido (você entenderá como nas figuras abaixo))) soldamos um fio ao canto, desta vez mais.

Primeiro, cole a placa de cobre U na janela de plástico. Use muita cola de silicone, para que a água salgada não vaze. Certifique-se de que a junta de solda esteja completamente coberta com cola ou fora da cola U, como mostra a foto (o revestimento total com cola é melhor).

A foto abaixo mostra o lado de trás do painel solar (o lado que não está voltado para o sol).

A foto abaixo mostra a frente do painel solar (o lado que enfrentará o sol). Observe que a cola de silicone não cobre completamente o cobre, pois parte dele deve finalmente entrar em contato com a água salgada.

Colamos um prato de cobre puro com cola. Essa camada atuará como um isolador entre a placa de cobre pura e a placa de óxido e deve ser espessa o suficiente para deixar um pequeno espaço para a água salgada. Novamente, nem todo cobre é revestido, portanto haverá muito cobre em contato com a água.

Cole cuidadosamente a placa de óxido nessa camada. Você precisa pressionar com força suficiente para garantir que a cola contenha lacunas, mas não tanto que as duas placas se toquem.

A foto abaixo mostra o lado de trás do painel solar (o lado que não está voltado para o sol).

A foto abaixo mostra a frente do painel solar (o lado que enfrentará o sol). Observe que eu adicionei cola extra para formar um cano em cima, de modo que seja como derramar água salgada.

A foto não mostra cola adicional ao redor do perímetro, para que a água não vaze, mas você deve fazê-lo. Deixe a cola secar antes de prosseguir para o próximo passo.

Em seguida, use um conta-gotas grande para adicionar água salgada. Encha a bateria quase até o topo da placa de cobre para que a água quase derrame. Em seguida, sele o buraco com uma gota de cola e deixe a cola secar por pelo menos meia hora.

Na foto acima, você pode ver um painel solar plano em ação sob o sol forte. Dá cerca de 36 microamperes. Você também pode ver uma gota extra de cola nas bordas das placas e o preenchimento da parte superior do tubo.

Finalmente, em outra foto, a sombra do autor. Observe que o amperímetro agora exibe aproximadamente 4 microamperes, já que a luz do sol não cai sobre ele.

Fonte: samodelka.ucoz.ru

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