Un panel solar es una matriz de células solares, y aunque puedes construir un panel con las células que compras en línea, es mucho más fresco e instructivo construir tus propias células con los materiales encontrados. Con poco más que una lámina de cobre y agua salada, puede generar una corriente eléctrica mensurable a partir de la luz solar. Por sí solo, este tipo de celda no genera mucha electricidad, pero si usted construyera muchas de ellas y las cableara en serie, podría desarrollar suficiente corriente para cargar una batería o encender una bombilla.
Theory Detrás de la celda de cobre
Cuando Heinrich Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico, no tenía acceso a chips de silicio dopados, pero sí tenía placas de metal. Una de las placas puede haber sido cobre que se había oxidado por exposición a la atmósfera porque el óxido cuproso fue uno de los primeros materiales que se observó que mostraba este fenómeno. Es bastante fácil depositar una capa de óxido cuproso en una lámina de cobre. Todo lo que tiene que hacer es agregar calor.
El óxido cuproso es un semiconductor, y si sumerge la placa en agua salada y la expone a la luz solar, los electrones fluyen de la placa al agua salada. Coloque una placa de cobre limpia en el agua para actuar como un ánodo, y los electrones fluyen a eso. Si conecta las dos placas con un medidor, los electrones vuelven a la placa original a través del medidor, y el medidor registra la corriente eléctrica.
Preparando la placa de cobre
Necesitará aproximadamente medio pie cuadrado de tapajuntas de cobre para este proyecto, que puedes encontrar en la mayoría de las ferreterías. Córtalo en dos pedazos iguales, usando tijeras de hojalata. Lave las piezas de cobre con agua y jabón para eliminar la grasa, y luego coloque una hoja sobre el quemador de una estufa eléctrica. La pieza debe ser lo suficientemente grande como para cubrir el quemador.
Encienda la calefacción a su nivel más alto y mire. Los colores en la pieza de cobre se intensifican y luego comienzan a oscurecerse con una capa de óxido cúprico. Espere a que el cobre se vuelva negro, y luego déjelo cocer por otros 30 minutos. Apague el fuego y deje que el cobre se enfríe en el quemador.
A medida que la placa se enfría, el cobre y el óxido cúprico se contraen a diferentes velocidades, y el revestimiento negro comienza a desprenderse. Cuando la placa esté completamente fría, retire la placa y cepille suavemente todo el material que se está descascarando. Debajo hay una capa roja de óxido cuproso. No frote esto: esta es la capa semiconductora que necesita.
Una célula solar en una botella
Una botella de plástico de un litro es un contenedor adecuado para su célula solar . Corta la botella por el medio y quita la parte superior para que tengas un recipiente abierto. Doble la placa de cobre que calienta en un semicírculo y colóquelo dentro de la botella para que descanse contra el costado. El lado que estaba mirando hacia arriba en el quemador debe estar mirando hacia el exterior de la botella. Doble la placa de cobre que no calientó en una forma similar y colóquela en el lado opuesto de la botella. Los platos no deben tocarse.
Mezcle dos cucharadas de sal de mesa en un vaso que contenga aproximadamente 2 tazas de agua tibia y revuelva hasta que la sal se disuelva. Vierta el agua salada en la botella de plástico, llenándola aproximadamente 3/4 por completo. La parte superior de las placas de metal debe estar por encima del agua para que pueda colocar pinzas de cocodrilo. Ahora su célula está lista para generar electricidad.
Extraiga la celda y colóquela sobre una mesa para que la placa oxidada esté orientada hacia el sol. Conecte un medidor a las placas con pinzas de cocodrilo y configure el medidor para registrar microamperios de corriente. Cuando la celda está a pleno sol, el medidor debe registrar entre 33 y 50 microamperios. Cambia el medidor para medir voltios y deberías notar un voltaje de aproximadamente 0.25 voltios. Para calcular la potencia máxima (P) que entrega la celda, multiplique la corriente máxima (I) por voltaje (V) para obtener 0.00005 amperes x 0.25 voltios = 0.0000125 vatios o 12.5 microvatios. La fórmula que expresa esta relación es P = V x I.
Unir células de alambre para aumentar la potencia
Un panel solar es simplemente una matriz de células solares cableadas en serie. Aunque las celdas de los paneles comerciales son planas, es posible crear un tipo de panel que consiste en celdas en una botella. Comience con dos células de botella. Conecte el ánodo de una de ellas, que es la placa de cobre limpia, al cátodo de la otra, que es la placa con el depósito de óxido cuproso, utilizando un cable con pinzas de cocodrilo. Conecte el medidor a las dos placas que no están conectadas. Como duplica el voltaje conectando dos celdas en serie, ha duplicado la potencia de su matriz con la fórmula P = 2V x I. Puede conectar tantas de estas celdas en serie como desee. Cada nueva celda aumenta el voltaje en 0.25 voltios.
