Contente
- Teoria por trás da célula de cobre
- Preparando a placa de cobre
- Uma célula solar em uma garrafa
- Juntar células para aumentar a potência
Um painel solar é uma matriz de células solares e, embora você possa construir um painel com as células que compra on-line, é mais interessante e instrutivo para construir suas próprias células a partir de materiais encontrados. Com pouco mais do que uma folha de cobre piscando e um pouco de água salgada, você pode gerar uma corrente elétrica mensurável a partir da luz solar. Por si só, esse tipo de célula não gera muita eletricidade, mas se você construir muitas delas e conectá-las em série, poderá desenvolver corrente suficiente para carregar uma bateria ou acender uma lâmpada.
Teoria por trás da célula de cobre
Quando Heinrich Hertz descobriu o efeito fotoelétrico, ele não teve acesso a chips de silício dopados, mas tinha placas de metal. Uma das placas pode ter sido o cobre oxidado pela exposição à atmosfera, porque o óxido cuproso foi um dos primeiros materiais observados a exibir esse fenômeno. É bastante fácil depositar uma camada de óxido cuproso em uma folha de cobre. Tudo que você precisa fazer é adicionar calor.
O óxido cuproso é um semicondutor e, se você mergulhar a placa na água salgada e expô-la à luz solar, os elétrons fluem da placa para a água salgada. Coloque uma placa de cobre limpa na água para atuar como um ânodo, e os elétrons fluem para ela. Se você conectar as duas placas a um medidor, os elétrons retornam à placa original através do medidor, e o medidor registra a corrente elétrica.
Preparando a placa de cobre
Você precisará de cerca de meio metro quadrado de cobre piscando para este projeto, que pode ser encontrado na maioria das lojas de ferragens. Corte-o em duas partes iguais, usando recortes de lata. Lave os pedaços de cobre com água e sabão para remover a graxa e coloque uma folha no queimador de um fogão elétrico. A peça deve ser grande o suficiente para cobrir o queimador.
Ligue o fogo na posição mais alta e observe. As cores da peça de cobre se intensificam e depois começam a escurecer com uma camada de óxido cúprico. Aguarde o cobre ficar preto e deixe cozinhar por mais 30 minutos. Desligue o fogo e deixe o cobre esfriar no queimador.
À medida que a placa esfria, o cobre e o óxido cúprico diminuem a taxas diferentes, e o revestimento preto começa a descamar. Quando a placa estiver completamente fria, remova-a e retire com cuidado todo o material descamador. Por baixo, há uma camada vermelha de óxido cuproso. Não esfregue isso - esta é a camada semicondutora de que você precisa.
Uma célula solar em uma garrafa
Uma garrafa de um litro de plástico transparente é um recipiente adequado para a sua célula solar. Corte a garrafa no meio e remova a tampa para ter um recipiente aberto. Dobre a placa de cobre que você aqueceu em um semicírculo e coloque-a dentro da garrafa para que ela encoste na lateral. O lado que estava voltado para cima no queimador deve ficar voltado para a parte externa da garrafa. Dobre a placa de cobre que você não aqueceu em uma forma semelhante e coloque-a no lado oposto da garrafa. As placas não devem tocar.
Misture duas colheres de sopa de sal de mesa em um copo contendo cerca de 2 xícaras de água morna e mexa até que o sal se dissolva. Despeje a água salgada na garrafa de plástico, enchendo-a cerca de 3/4. As partes superiores das placas de metal devem estar acima da água, para que você possa prender clipes de jacaré. Seu celular está pronto para gerar eletricidade.
Leve a célula para fora e coloque-a sobre uma mesa para que a placa oxidada fique de frente para o sol. Conecte um medidor às placas com clipes jacaré e defina o medidor para registrar microamperes de corrente. Quando a célula está em pleno sol, o medidor deve registrar entre 33 e 50 microamperes. Mude o medidor para medir volts e você deverá notar uma voltagem de cerca de 0,25 volts. Para calcular a potência máxima (P) fornecida pela célula, multiplique a corrente máxima (I) pela tensão (V) para obter 0,00005 amperes x 0,25 volts = 0,0000125 watts ou 12,5 microwatts. A fórmula que expressa essa relação é P = V x I.
Juntar células para aumentar a potência
Um painel solar é simplesmente uma matriz de células solares conectadas em série. Embora as células nos painéis comerciais sejam planas, é possível criar um tipo de painel que consiste em células em uma garrafa. Comece com duas células de garrafa. Conecte o ânodo em um deles, que é a placa de cobre limpa, ao cátodo do outro, que é a placa com o depósito de óxido cuproso, usando um fio com clipes de jacaré. Conecte o medidor às duas placas que não estão conectadas. Como você duplica a tensão conectando duas células em série, você duplicou a potência do seu array usando a fórmula P = 2V x I. Você pode conectar quantas dessas células em série quiser. Cada nova célula aumenta a tensão em 0,25 volts.