Bouw uw eigen Mendocino-zonnemotor

Opbouw van de achthoekige Mendocino-motor

Acht zonnecellen naast elkaar vormen samen de rotor. Eén cel wordt verlicht terwijl die er tegenover in de schaduw zit. De twee cellen zijn in serie geschakeld, wat normaal gesproken de opgewekte spanning zou kortsluiten. In de praktijk is er geen probleem, omdat één van de cellen in de schaduw ligt terwijl zijn partner de volle zon krijgt. De cel die naar het licht gericht is, produceert een spanning terwijl de cel in de schaduw werkt als een vrij grote weerstand. Daarom loopt er stroom door de spoel. Als de rotor 180˚ is gedraaid, is ook de spoel omgedraaid. De andere cel wordt nu belicht en de stroom heeft de juiste polariteit om het draaien van de rotor te versterken.

Een snelle opeenvolging van pulsen

We gebruiken zonnecellen van 65 x 20 mm die een maximale uitgangsspanning van 0,5 V hebben. De magnetische veldsterkte die een spoel produceert kan worden berekend als het product van het aantal windingen en de stroom die er doorheen loopt. Om te maken dat er een grote stroom loopt, moeten we zorgen dat de spoel een lage weerstand heeft.
De wikkeling heeft een gelijkspanningsweerstand van ongeveer 5 Ω. De stroom door de spoel is gelijk aan de spanning gedeeld door de weerstand:
I = V/R = 0.5/5 = 100 mA.

Het gebruik van een vrij groot aantal kleine, smalle zonnecellen produceert een snelle opeenvolging van krachtpulsen, wat de rotatie vloeiender maakt en het zelfstartende vermogen verbetert.
De spoelen in de rotor passen onder de zonnecellen en hebben dezelfde breedte als de aandrijfmagneet in het frame. Ze zitten vlak achter de zonnecellen en zijn daardoor optimaal gepositioneerd in het magnetische veld. In tegenstelling tot andere motorontwerpen, waar de spoelen parallel liggen met de cellen en zichtbaar zijn, is de draadlengte in dit ontwerp gereduceerd wat een positieve invloed heeft op de stroom.

1000 toeren per minuut in de volle zon

Het ideale aantal zonnecellen is acht. De cel die de voorafgaande rotatiepuls heeft gegeven is 45° weggedraaid van het invallende zonlicht op het moment dat de volgende puls wordt gegenereerd door de volgende cel. De snelle afname van energie van de vorige cel betekent dat de energie die deze produceert niet genoeg is om de rotor te stoppen. Acht pulsen per omwenteling garanderen dat de motor zelfs zal draaien bij tamelijk weinig licht. In de volle zon zijn maximale snelheden tot wel 1000 toeren per minuut mogelijk. Veel indrukwekkender is, dat zelfs het licht van een gewoon theelichtje (met een vlamhoogte van 2 cm) voldoende is om de motor te laten draaien.