Городской конкурс творческих работ учащихся «Твои 1‑е

Городской конкурс творческих работ учащихся
«Твои 1-е открытия»
Секция: Технические устройства: изобретения
Тема: «Солнечная батарея своими руками».
Автор:
Руководители:
Сенников Михаил, ученик 2 «А» класса МОУ «СОШ № 56».
Надыкто Д.В. – педагог Д.О.,
Ростовская Л.П. – учитель начальных классов,
Сенников В.В. – папа.
Второй год я занимаюсь в кружке радиотехники.
Для всех моих устройств нужны источники питания. Часто я использую батарейки
или аккумуляторы, но они стоят дорого.
В радиотехническом кружке я узнал, что ряд полупроводниковых устройств может
вырабатывать электрический ток, если на них падает свет. Например, это могут делать
некоторые транзисторы, если с них удалить защитную крышку.
Я решил, что если такие транзисторы объединить в схему, то можно собрать из них
простую солнечную батарею.
Цель: изготовить солнечную батарею и определить эффективность ее работы.
Задачи:
 изучить явление фотоэффекта у полупроводников на примере транзистора;
 выбрать полупроводники для солнечной батареи;
 произвести расчеты, необходимые для конструирования солнечной батареи;
 изготовить печатную плату и собрать на ней солнечную батарею
 изучить эффективность работы солнечной батареи в разных условиях и
определить область ее применения в быту.
Методы работы:
 Изучение литературы;
 Подбор транзисторов, наиболее эффективных для солнечной батареи, путем
измерения их характеристик гальванометром.
 Испытание изготовленного устройства и анализ результатов испытания.
Изучая специальную литературу, я узнал, что солнечные батареи имеют
полупроводниковую природу.
Полупроводники – это кристаллические вещества, которые ток проводят плохо, но
все же не являются диэлектриками. Благодаря полупроводникам электронные
устройства стали гораздо сложнее, функциональнее, надежнее, безопаснее и в сотни раз
меньше по размеру по сравнению с ламповой электроникой. Физические свойства таких
веществ одним из первых начал исследовать выдающийся советский физик Абрам
Федорович Иоффе. Полупроводники используются в солнечных батареях.
Как я делал солнечную батарею?
 Я взял 160 транзисторов типа МП16А и удалил с них защитные колпачки.
 На медную поверхность пластинки из фольгированного стеклотекстолита мы с папой
перевели с вощеной бумаги чертеж печатной платы.
 Далее я вытравил плату, а защитную краску чертежа смыл растворителем.
 Очень тонким сверлом для 160 транзисторов я просверлил 320 маленьких отверстий.
 После этого я начал припаивать транзисторы по одному так, чтобы их корпуса не
соприкасались друг с другом.
 И наконец, для своей солнечной батареи я изготовил корпус в виде коробки.
Затем мы с папой приступили к измерениям. Мы подключали нашу батарею к
простым устройствам.
Результаты испытаний при ярком солнечном свете
Устройство
Результат
Электронные
часы
с Хорошо работали
жидкокристаллическим монитором
Электромеханический
будильник
с Секундная стрелка не двигалась
секундной стрелкой
Электромеханические настенные часы с Секундная стрелка не двигалась
секундной стрелкой
Светодиод красный
Ярко горел
Светодиод белый сверхъяркий
Ярко горел
Динамик из электронного конструктора
Щелкал очень тихо
Наушники
Щелкали тихо
Карманный MP3-плеер
Не включился
Мы поставили 2 эксперимента.
1..К солнечной батарее через конденсатор по очереди подключили
электромеханический будильник с секундной стрелкой и электромеханические
настенные часы. Будильник стал отсчитывать от 5 до 6 секунд и останавливаться.
Настенные часы надежно идут.
2. В карманный MP3-плеер установили аккумулятор, который был разряжен
настолько, что плеер от него не включался и не мог работать. После этого мы
параллельно аккумулятору подключили нашу солнечную батарею и осветили ее светом
настольной лампы. Плеер заработал и стал воспроизводить музыку.
Вывод. Наша батарея смогла обеспечить работу электронных часов с
жидкокристаллическим монитором и электромеханических настенных часов со
стрелками, светодиоды двух разных видов ярко светились, испытанные динамики
воспроизводили щелчки, и наконец, солнечная батарея смогла поддержать разряженный
аккумулятор при работе плеера.
Мне интересно было своими руками сконструировать солнечную батарею. Здорово
получить пусть небольшое, но полезное количество электроэнергии.
В будущем я планирую следующее:
 изготовить вторую солнечную батарею в дополнение к первой;
 разработать электрическую схему, которая могла бы накапливать заряд от
солнечных батарей в светлое время и отдавать накопленный заряд при
недостаточном освещении.
2011г.