Ako vyrobiť solárny panel (metóda z medeného plechu)?
Ak chcete vyrobiť solárny panel z medeného plechu, začnite tým, že si nasadíte rukavice a potom plech rozrežete na dva štvorce s priemerom 15,20 cm. Po vyčistení plech položte na horúci plech, zohrievajte, kým nie je pokrytý čiernym povlakom, a potom pokračujte vo varení 30 minút. Vypnite oheň, nechajte ho 20 minút vychladnúť a opláchnite, aby sa odstránil povlak. Z 2-litrovej fľaše odrežte vrchnú časť a potom ohnite svoje medené štvorce k bokom fľaše. Nalejte roztok slanej vody, aby boli vaše štvorce väčšinou ponorené, a potom na každý štvorec pripevnite svorky aligátora. Ak sa chcete dozvedieť, ako otestovať solárny článok, čítajte ďalej!
Ak chcete vyrobiť solárny panel z medeného plechu, začnite tým, že si nasadíte rukavice a potom plech rozrežete na dva štvorce s priemerom 15,20 cm.
Domáce solárne panely/články sú skvelým projektom pre domácich majstrov pre dospelých aj pre deti. Jeden jednoduchý spôsob, ako vyrobiť lacný solárny panel, je použiť oxid meďnatý, oxidovanú formu medi. Aj keď je to skvelý experiment, ktorý ukazuje, ako solárny panel funguje, majte na pamäti, že vôbec nebude produkovať veľa energie.
Časť 1 z 3: Výroba oxidu meďnatého
- 1Odrežte 2 medené plechy. Na to môžete ľahko použiť nožnice na plech. Vytvorte listy rovnakej veľkosti. Chcete, aby sa na horák alebo horúci tanier zmestil 1 list, a oba do dvojlitrovej fľaše. Vytvorenie obidvoch štvorcov 15 palcov (6 palcov) by malo fungovať dobre.
- 2Vyčistite svoje medené plechy. Pomocou odmasťovača odstráňte z medeného plechu všetky oleje alebo mastnoty. Nechcete, aby reagovali s meďou, alebo aby nedošlo k oxidácii. Mali by ste tiež nosiť rukavice, aby ste sa na meď nedostali z pokožky. Nezabudnite tiež vydrhnúť meď oceľovou vlnou alebo brúsnym papierom, aby ste odstránili prípadnú koróziu.
- 3Na horúcu platňu položte 1 medený plech. Akonáhle ste na horúci plech položili plech, zapnite ho. To bude zahrievať meď a poskytne energiu potrebnú na to, aby meď rýchlo reagovala s kyslíkom vo vzduchu. To značne urýchľuje prirodzený oxidačný proces.
- 4Nechajte meď úplne oxidovať. Keď sa meď zahrieva, uvidíte rôzne odtiene červenej, ružovej, fialovej a možno aj ďalších farieb. To je známkou toho, že oxidácia sa odohráva. Nakoniec si všimnete, že všetky tieto farby sú nahradené čiernym krytom. Tento povlak je oxid meďnatý. Akonáhle je celý plech pokrytý oxidom meďnatým, nechajte ho variť najmenej 30 minút.
- Varením ďalších 30 minút bude vrstva oxidu meďnatého silná a krehká. To mu umožňuje odtrhnúť sa od medi. Tenká vrstva oxidu meďnatého by zostala na medi a zakryla vrstvu oxidu meďnatého, ktorú je potrebné odhaliť.
- 5Meď nechajte pomaly vychladnúť. Keď skončíte s varením medi, vypnite horák. Nechajte meď na horáku vychladnúť. To umožňuje, aby sa meď veľmi pomaly ochladila na izbovú teplotu, čo by malo trvať asi 20 minút. Počas procesu chladenia sa vrstva medi a oxidu meďného zmenšuje rôznymi rýchlosťami. Pokiaľ je vrstva dostatočne hrubá, bude to mať za následok odlupovanie čierneho oxidu meďnatého a odhaľovanie červenej vrstvy oxidu meďnatého.
- Všimnite si toho, že oxid meďnatý (oxid meďnatý (II)) je plne oxidovaná forma a oxid meďnatý (Cu2O) je stále v aktívnom stave.
- Plachtu môžete opláchnuť pod vodou, aby ste odstránili zvyšné čierne usadeniny.
- Oxid meďnatý je polovodič a musí byť vystavený pôsobeniu slnečného článku.
Jeden jednoduchý spôsob, ako vyrobiť lacný solárny panel, je použiť oxid meďnatý, oxidovanú formu medi.
Časť 2 z 3: montáž solárneho článku
- 1Vložte 2 medené plechy do nádoby. Oba kusy budete musieť ohnúť, aby zodpovedali zakriveniu plastovej fľaše. Oba kusy musia byť schopné zapadnúť do fľaše bez toho, aby sa navzájom dotýkali. Pri ohýbaní uvareného plechu určite nepoškodte červenú vrstvu oxidu meďnatého.
- 2Na každý list pripojte svorky aligátora. Aligátorové spony pripevnite oba kusy na protiľahlé strany plastovej fľaše. Medený plech s červeným oxidom meďnatým by mal byť spojený so sponou, ktorá povedie k zápornému pólu, a čistý medený plech by sa mohol pripojiť k príchytke vedúcej k kladnému pólu.
- 3Vytvorte roztok slanej vody. Rozpustenie soli vo vode poskytne elektrolyty vo forme Na+ a Cl, ktoré prenášajú prúd z vrstvy oxidu meďnatého na čistý medený plech. Účinný roztok bude obsahovať zhruba jeden diel soli (kuchynská soľ je v poriadku) až tri diely vody. Dobre premiešajte, aby ste sa uistili, že je všetka soľ rozpustená. V prípade potreby zahrejte.
- Napríklad sa rozpustí 1/4 šálky (59 ml) soli do 3/4 šálky (180 ml) vody.
- Použitie destilovanej alebo deionizovanej vody zníži riziko kontaminantov.
- 4Pridajte slanú vodu, aby pokryla väčšinu z 2 tanierov. Ponechajte asi 5 cm priestoru nad slanou vodou. To umožní prúdeniu prúdu od záporného pólu k kladnému pólu. Dávajte pozor, aby boli spony v hornej časti dvoch listov suché. V opačnom prípade vám voda na klipoch môže prekážať pri čítaní.
Rozpustenie soli vo vode poskytne elektrolyty vo forme Na+ a Cl, ktoré prenášajú prúd z vrstvy oxidu meďnatého na čistý medený plech.
Časť 3 z 3: Testovanie vášho solárneho článku
- 1Umiestnite solárny článok na slnko. Keď slnko zasiahne vrstvu oxidu meďnatého, spôsobí uvoľnenie elektrónov. Oxid meďný nie je vodivý, ale elektróny sa môžu pohybovať slanou vodou k vodivému medenému plechu. Táto doska prenáša elektróny na drôty.
- 2Pripojte svorky aligátora k multimetru. Druhý koniec svoriek aligátora zapojte do multimetra alebo ampérmetra. Uistite sa, že váš merač môže fungovať v rozsahu mikroampérov (0,000001 ampérov). Zapojte kladnú aligátorovú svorku do kladného pólu vášho glukometra a negatívnu aligátorovú svorku do záporného pólu vášho glukometra.
- 3Nastavte glukomer na čítanie mikroampérov. Bude prúdiť veľmi malé množstvo prúdu. Tento prúd by mal klesnúť niekde medzi 0 a 50 mikroampérov. Otočením článku tak, aby vrstva oxidu meďnatého smerovala k najpriamejšiemu slnečnému žiareniu, získate najaktuálnejší.
Medený plech s červeným oxidom meďnatým by mal byť spojený so sponou, ktorá povedie k zápornému pólu, a čistý medený plech by sa mohol pripojiť k príchytke vedúcej k kladnému pólu.
- Nepokúšajte sa odstrániť všetok čierny oxid meďnatý. Mohlo by to mať za následok poškodenie vrstvy oxidu meďnatého.
- Môžete to urobiť bez slanej vody, ak na vrstvu oxidu meďnatého položíte vodivú kovovú sieť alebo medený okraj na prenos elektrónov z povrchu k drôtu. Tieto metódy spôsobujú, že panel je plochý, ale sú menej účinné, pretože sieťovina blokuje určité množstvo slnečného svetla a prenášať sa môžu iba elektróny v blízkosti vodiča.
- Nečakajte, že z toho utečiete. Na výrobu dostatočného výkonu na prevádzku elektrického sporáka použitého v druhom kroku by to vyžadovalo hektár pôdy a milióny dolárov medi. Aj keď to ukazuje rovnaké vedecké princípy, aké sú zahrnuté v komerčne životaschopných fotovoltaických článkoch, je to rádovo menej efektívne.
- Medený plech
- Klipy aligátora
- Multimetr
- Elektrický sporák
- 2-litrová plastová fľaša
- Stolová soľ
- Voda
- Brúsny papier
- Nožnice na plech
Prečítajte si tiež: Ako rozoznáte rozdiel medzi loblolly a borovicou longleaf?
Otázky a odpovede
- Farba medeného plechu sa po ponorení do slanej vody mení. Prečo sa to deje?Meď sa v slanej vode zmení na modrozelenú farbu (nazýva sa patina). Je to spôsobené koróziou slanej vody.
- Aké látky používajú solárne panely?Obvykle sú vyrobené z kremíkových kryštálov nazývaných bunky. Kremík je polovodičový materiál. Keď je bunka dopovaná nečistotami gália a arzénu, jej schopnosť zachytiť slnečnú energiu a premeniť ju na elektrickú energiu sa výrazne zlepší. Keď slnečné svetlo dopadne na solárny článok, energia excituje elektróny, ktoré zanechajú diery.
- Ako dodám teplo jednému listu?S horúcou platňou, sporákom alebo fakľou. Rovnomerné zahrievanie je najlepšie dosiahnuté pomocou horúcej platne, ktorá nie je cievkou, ale skôr uzavretou špirálou, ktorá rovnomerne rozdeľuje teplo.
- Môžem tieto medené plechy opakovane použiť pre viacero rôznych solárnych článkov?Medené plechy po dlhodobom použití korodujú so soľnou zmesou. Dosky by sa dali znova použiť, ak sú stále pevné a nie sú tak skorodované, že sú spálené alebo obsahujú veľké otvory. Dosky ste mohli vždy vysušiť a obrúsiť a potom ich znova zahriať.
- Ak mám medené plechy, ktoré už boli zoxidované pri výrobe predchádzajúcich solárnych článkov, existuje spôsob, ako znova oxidovať medené plechy, aby sa mohli znova uvariť a prejsť rovnakým procesom?Medené plechy, ktoré sa predtým používali v solárnych článkoch, je možné roztaviť a zbaviť nečistôt za vzniku vysoko kvalitnej medi ako produktu, čo by však vyžadovalo laboratórne vybavenie.
- Môžem týmto zapáliť malú diódu alebo spustiť malú maltu?Táto metóda bohužiaľ nie je účinná pri napájaní veľkej časti čohokoľvek, dokonca aj niečoho malého. Najlepšie sa používa na ukázanie chémie spojenej s výrobou solárnych panelov, než ako životaschopný solárny panel.
Nezodpovedané otázky
- Mohol by som zvýšiť napätie spojením solárnych článkov dohromady?
- Aký merací plech z meradla je najvhodnejší pre solárne panely?
Komentáre (3)
- Bol to veľmi dobre vyrobený a informatívny návod, ako vyrobiť niekoľko základných solárnych panelov.
- Veľmi sa mi to páči.
- Skvelé! Krok za krokom, ľahko zrozumiteľné a s obrázkami. Veľmi užitočné, aj keď o tejto téme nemáte takmer žiadne znalosti. Vďaka!
