Contenu
- La théorie derrière la cellule de cuivre
- Préparation de la plaque de cuivre
- Une cellule solaire dans une bouteille
- Fil de cellules ensemble pour augmenter la puissance
Un panneau solaire est un ensemble de cellules solaires. Bien que vous puissiez construire vous-même un panneau avec des cellules achetées en ligne, il est plus instructif et plus instructif de construire vos propres cellules à partir des matériaux trouvés. Avec à peine plus qu'une feuille de cuivre clignotante et de l'eau salée, vous pouvez générer un courant électrique mesurable à partir de la lumière du soleil. En soi, ce type de cellule ne génère pas beaucoup d’électricité, mais si vous deviez en construire beaucoup et les câbler en série, vous pourriez développer assez de courant pour charger une batterie ou allumer une ampoule.
La théorie derrière la cellule de cuivre
Lorsque Heinrich Hertz a découvert l'effet photoélectrique, il n'avait pas accès aux puces en silicium dopé, mais il avait des plaques métalliques. L’une des plaques était peut-être du cuivre oxydé par exposition à l’atmosphère, car l’oxyde cuivreux était l’un des premiers matériaux à présenter ce phénomène. Il est assez facile de déposer une couche d'oxyde cuivreux sur une feuille de cuivre. Tout ce que vous avez à faire est d'ajouter de la chaleur.
L’oxyde cuivreux est un semi-conducteur, et si vous plongez la plaque dans de l’eau salée et l’exposez au soleil, des électrons s’écoulent de cette dernière dans l’eau salée. Placez une plaque de cuivre propre dans l’eau pour qu’elle serve d’anode, et les électrons y circulent. Si vous connectez les deux plaques avec un compteur, les électrons retournent à la plaque d'origine à travers le compteur, et le compteur enregistre le courant électrique.
Préparation de la plaque de cuivre
Vous aurez besoin d'environ un demi-pied carré de cuivre clignotant pour ce projet, que vous pouvez trouver dans la plupart des quincailleries. Coupez-le en deux morceaux égaux, en utilisant des cisailles. Lavez les morceaux de cuivre à l'eau savonneuse pour éliminer la graisse, puis placez une feuille sur le brûleur d'une cuisinière électrique. La pièce doit être assez grande pour couvrir le brûleur.
Allumez le feu au maximum et regardez. Les couleurs de la pièce de cuivre s'intensifient, puis commencent à s'assombrir avec une couche d'oxyde cuivrique. Attendez que le cuivre devienne noir, puis laissez-le cuire encore 30 minutes. Eteignez le feu et laissez le cuivre refroidir sur le brûleur.
Lorsque la plaque refroidit, le cuivre et l'oxyde cuivrique se contractent à des vitesses différentes et le revêtement noir commence à s'écailler. Lorsque la plaque est complètement froide, retirez-la et enlevez délicatement tout le produit qui se décolle. En dessous se trouve une couche rouge d'oxyde cuivreux. Ne frottez pas ceci - c'est la couche semi-conductrice dont vous avez besoin.
Une cellule solaire dans une bouteille
Une bouteille en plastique transparent d'un litre constitue un récipient approprié pour votre cellule solaire. Coupez la bouteille au milieu et retirez le haut pour avoir un contenant ouvert. Pliez la plaque de cuivre que vous avez chauffée en un demi-cercle et insérez-la à l'intérieur de la bouteille de sorte qu'elle repose contre le côté. Le côté qui fait face au brûleur doit être tourné vers l'extérieur de la bouteille. Pliez la plaque de cuivre que vous n'avez pas chauffée pour lui donner une forme similaire et placez-la dans le côté opposé de la bouteille. Les assiettes ne doivent pas toucher.
Mélangez deux cuillères à soupe de sel de table dans un verre contenant environ 2 tasses d'eau tiède et remuez jusqu'à ce que le sel se dissolve. Versez l’eau salée dans la bouteille en plastique et remplissez-la aux 3/4 environ. Le dessus des plaques métalliques doit être au-dessus de l'eau pour pouvoir y attacher des pinces crocodile. Votre cellule est maintenant prête à générer de l'électricité.
Sortez la cellule et placez-la sur une table de sorte que la plaque oxydée soit exposée au soleil. Connectez un compteur aux plaques avec des pinces crocodile et réglez le compteur pour enregistrer les microampères de courant. Lorsque la cellule est en plein soleil, le compteur doit enregistrer entre 33 et 50 microampères. Commutez le multimètre pour mesurer les volts et vous devriez remarquer une tension d'environ 0,25 volts. Pour calculer la puissance maximale (P) fournie par la cellule, multipliez le courant maximal (I) par la tension (V) pour obtenir 0,00005 ampères x 0,25 volt = 0,0000125 watts ou 12,5 microwatts. La formule exprimant cette relation est P = V x I.
Fil de cellules ensemble pour augmenter la puissance
Un panneau solaire est simplement un ensemble de cellules solaires câblées en série. Bien que les cellules des panneaux commerciaux soient plates, il est possible de créer un type de panneau composé de cellules dans une bouteille. Commencez avec deux cellules de bouteille. Connectez l’anode de l’une d’elles, qui est la plaque de cuivre propre, à la cathode de l’autre, qui est la plaque avec le dépôt d’oxyde cuivreux, à l’aide d’un fil muni de pinces crocodile. Connectez le compteur aux deux plaques qui ne sont pas connectés. Puisque vous doublez la tension en câblant deux cellules en série, vous avez doublé la puissance de votre réseau en utilisant la formule P = 2V x I. Vous pouvez connecter autant de ces cellules en série que vous le souhaitez. Chaque nouvelle cellule augmente la tension de 0,25 volt.