Aktualizacja: 2008-08-08

Baterie słoneczne

Baterie słoneczne są darmowymi źródłami energii, chociaż nie można ich nazwać stu procentowymi "Free Energy Device", ponieważ ta etykieta zarezerwowana jest dla urządzeń dających energię w dowolnym miejscu i czasie. Baterie słoneczne uzależnione są głównie od energii świetlnej-fotonów, zatem bez światła nie będą one działać... Jest to utrudnienie, gdyż nie otrzymuje się energii elektrycznej w dowolnym czasie. Problem ten można rozwiązać podłączając akumulatory. Bateria słoneczna, zwana ogniwem fotowoltaicznym ładuje akumulator w czasie nadwyżek energii. Gdy nastąpi deficyt tej energii będzie ona czerpana z akumulatora, jaki pełni role swego rodzaju bufora. Tego typu rozwiązania mają już swoje ustabilizowane miejsce na rynku, jednak z powodu bardzo wysokich cen nie ma wielkich szans na ich powszechne stosowanie.

Poniżej opisane projekty mają na celu przybliżenie technologii wykonywania oraz działania tego typu mini elektrownii.

Pierwszy projekt, jest niezbyt wydajny, jeśli chodzi o ilość dostarczanej energii elektrycznej, jednak ma pewien wielki plus; jest bardzo prosty w wykonaniu! Zachęcam wiec do rozpoczęcia swojej przygody z ogniwami, fotowoltaicznymi właśnie od tego przykładu. Poniżej znajduje się specyfikacja techniczna tego urządzenia:
Ilość watów na metr kwadratowy ogniwa: 1,25mW
Przykładowe parametry ogniwa: 50mA i 0,25V
Części, jakie są potrzebowali do budowy tego typu baterii solarnej nie są drogie, oraz są wszędzie dostępne. Obudowa musi być przeźroczysta i bez koloru. To oznacza, że wszelkie butelki po napojach mające zabarwione szkło (zielone, brązowe i inne) nie nadają się. Są to filtry przepuszczające tylko wybrane spektrum światła. Działanie baterii słonecznej w przypadku użycia szkła z filtrem będzie, o wiele mniej wydajne. Najlepszym do tego celu wydają się być białe szklane, lub plastikowe butelki. Można odciąć szyjkę tak by wlot od góry był jak najbardziej otwarty, światło będzie wpadało bez żadnych przeszkód. Jedyną wada takiego rozwiązania jest to, że niestety nie można w łatwy sposób transportować tego typu baterii. Kolejnymi podzespołami są dwie miedziane płytki. Im większa ich powierzchnia tym lepiej! Jeśli chodzi o grubość to z powodów technologii produkcji baterii powinno się użyć jak najcieńszych płytek. Do działania niezbędna jest czysta woda, jej ilość musi być wytaczająca do napełnienia pojemnika (butelki), w której montowane jest ogniwo, oraz sól kuchenna. Do wykonania połączeń elektrycznych używany jest drut w izolacji. Przy produkcji niezbędne jest źródło ciepła, najlepiej kuchenka z płytą elektryczną. Jej moc powinna wynosić minimum 1kW. Właśnie na tej kuchence przeprowadzany jest proces przygotowania miedzianej płytki. Przed utlenianiem należy obydwie miedziane płytki dokładnie wyczyścić (lepiej nie używać środków chemicznych, jedynie mydła, potem etanolu), po czym położyć jedną z nich na palnik. Nie powinno się dotykać miedzianych płytek, należy zachować laboratoryjną czystość. Nie wolno zapomnieć o czystych dłoniach, najlepiej płytki dotykać i przenosić ją za jeden z rogów pęsetą. Teraz rozgrzewamy tylko jedną z płytek. Na początku zrobi się czarna, potem cały "nalot" zacznie odpadać.

utlenianie miedzi

Podgrzewamy ją jeszcze trochę, by straciła jak najwięcej czarnego "nalotu". Gdy stwierdzimy, że już proces nie zachodzi kończymy podgrzewanie i czekamy aż nastąpi schłodzenie do temperatury pokojowej. Cały czarny "nalot" (tlenek) powinien łatwo odpaść, można zdmuchnąć jego nadmiar, jeśli to konieczne spłukać wodą. Trzeba pamiętać by nie naruszyć delikatnej struktury, jaka została wytworzona na powierzchni blaszki.

formowanie tlenku

Teraz obydwie blaszki wsadzamy do przezroczystego pojemnika. Blaszki nie mogą się ze sobą stykać. Należy przygotować roztwór wody z rozpuszczoną w niej soli kuchennej. Sól powinna być jak najbardziej czysta! Tak przygotowany płyn wlewamy do naszego ogniwa. Teraz bateria słoneczna jest już gotowa i możemy przeprowadzić pomiary ilości dostarczanej energii elektrycznej. Do blaszek można dołączyć druty by łatwiej było podłączać urządzenia lub mierniki.

bateria w słońcu

Drugi projekt. jest bardziej rozbudowany, co za tym idzie trudniejszy w wykonaniu, ale możliwe jest osiągnięcie lepszych wyników. Jest to sposób wytwarzania baterii słonecznych, jakiego uczą się inżynierowie podczas studiów, zaczerpnięty został z literatury anglojęzycznej. Proces produkcji rozpoczyna się od przygotowania dwóch płaskich szkiełek (TIO). To właśnie na nich zbudowana jest cała struktura ogniwa słonecznego. Należy dokładnie wyczyścić szkiełka etanolem. Trzeba pamiętać o zachowaniu laboratoryjnej czystości i nie wolno dotykać powierzchni szkiełek (można to robić delikatnie jedynie pęsetą, łapiąc za rogi płytki). Szkło TIO (Indium Tin Oxide) przewodzi prąd elektryczny. Sposób wykonania takiego szkła jest dostępny pod tym linkiem

Należy sprawdzić, jaka ze stron jest przewodnikiem i ułożyć je jedna obok drugiej. Jedno szkiełko musi być ułożone stroną przewodzącą do góry, drugie natomiast do dołu.

1

Tak jak zostało pokazane na rysunku, należy skleić taśmą klejącą dwie płytki. Głębokość, na jaką możemy wejść z taśmą przyjmijmy jeden milimetr.

2

Po stronie szkiełka z przewodzącą warstwą u góry, naklejamy taśmę zgodnie z ryciną. Wchodzimy z nią w głąb szkiełka na pięć milimetrów.

Nanieś dwie kropelki TiO2 na szkiełko z warstwą przewodzącą u góry.

Następnie „rozsmaruj” kropelki po całym szkiełku szklaną pipetką.

Usuń plasterki naklejone na płytki. Szkiełko z naniesioną warstwą TiO2 połóż na gorącej płycie. Nie należy używać palników.

Teraz można wyczyścić etanolem pipetkę (nie będzie już potrzebna) oraz drugie szkiełko. Następnie płytkę z TiO2 zamaczamy na dziesięć minut w soku malinowym.

Podczas zachodzącej reakcji płytki z sokiem malinowym możemy nie tracić czasu i przeznaczyć go na dalsze czyszczenie etanolem drugiej płytki. Gdy płytka jest już bardzo czysta sprawdzamy, jaka strona jest przewodnikiem. Na przewodzącą stronę nanosimy warstwę karbonu. W tym celu należy delikatnie rysować po powierzchni płytki ołówkiem (jego twardość powinna wynosić "dwa stopnie"). Uwaga! Proces nanoszenia karbonu po przemyciu etanolem nie powinien trwać dłużej niż dwie minuty!

Teraz wyjmujemy pierwsze szkiełko z soku i przemywamy je dejonizowaną wodą. Następnie bardzo delikatnie osuszamy.Przechodzimy do fazy połączenia. Warstwę karbonową dociskamy do warstwy TiO2 na drugim szkiełku.

Nie należy szkiełek nakładać jedno na drugie a przesunąć je o jakieś pięć milimetrów w jedną ze stron (jak na rysunku). W miejsca te podepniemy kabelki odbierające energie elektryczną.

Możemy już złączyć razem szkiełka.

Fotoogniwo zostało zbudowane! Poniżej znajduje się sposób pomiaru za pomocą multimetru wydajności i napiecia jakie ma bateria.

Wyślij komentarz