Productiviteit Van Het Zonnepaneel Wordt Gestimuleerd Door Origami

{h1}

Zonnepanelen zijn tegenwoordig plat, maar door ze op origami-achtige manieren te vouwen, kan de hoeveelheid energie die ze kunnen genereren dramatisch worden verhoogd.

Zonnepanelen zijn tegenwoordig plat, maar door ze op origami-achtige manieren te vouwen kan de hoeveelheid energie die ze kunnen genereren dramatisch toenemen, zeggen wetenschappers.

Onderzoek naar zonne- of fotovoltaïsche panelen heeft hen tot nu toe grotendeels plat gehouden om te voorkomen dat ze schaduwen werpen die de hoeveelheid licht die ze zouden kunnen oogsten zouden kunnen verminderen. Tweedimensionale panelen zijn ook veel eenvoudiger te installeren op daken en zijn goed geschikt voor standaard grootschalige fabricagetechnieken.

Toch zouden driedimensionale zonnepanelen in principe meer licht kunnen absorberen en meer vermogen kunnen genereren dan een vlak paneel met dezelfde oppervlakte-footprint, wat nuttig zou kunnen zijn in omstandigheden waar de beschikbare ruimte beperkt is. Het idee is dat elk licht dat normaal ongebruikt op een oppervlak van een zonnepaneel zou kunnen reflecteren, dan op een ander paneel terecht zou kunnen komen.

"Dit was een volledig 'bio-geïnspireerd' idee," zei onderzoeker Jeffrey Grossman, een theoretisch fysicus bij MIT. "Ik wandelde naar Lake Tahoe in Californië en zag de vorm van bomen en vroeg me af:" Waarom hebben ze een bepaalde vorm boven een andere? "

Zonnepaneel evolutie

Om de optimale vorm te onderzoeken die een driedimensionaal paneel mogelijk zou hebben om het meeste licht te oogsten, gebruikten wetenschappers een "genetisch algoritme" om zonnepanelen in een computersimulatie te evolueren.

Het model dat ze ontwikkelden, produceerde willekeurig flarden van platte, driehoekige dubbelzijdige zonnepanelen en analyseerde welke de meeste kracht genereerde als een virtuele zon door de lucht bewoog. De besten werden vervolgens samen "gedekt" voor "nageslacht" die kenmerken van elk met "mutaties" combineerden die hun structuren varieerden. Dit proces werd vervolgens herhaald tot miljoenen generaties, allemaal om te zien wat er zou kunnen evolueren.

Uitgaande van een oppervlak van ongeveer 1.075 vierkante voet (100 vierkante meter) zouden vlakke zonnepanelen ongeveer 50 kilowattuur per dag genereren. Ter vergelijking: de beste 3D-structuren die de onderzoekers bedachten - grillige clusters van 64 driehoeken - konden dagelijks meer dan 60 kilowattuur verzamelen als de apparaten 6,5 voet hoog (2 meter) en maximaal 120 kilowattuur per dag waren als de ontwerpen waren ongeveer 33 voet hoog (10 meter).

Omdat deze gekartelde clusters waarschijnlijk onpraktisch zouden blijken te zijn, verkenden de wetenschappers een vereenvoudigde versie die ze "de trechter" noemden, die lijkt op een vierkante doos waarvan de zijden elk in het midden inzakken, een ontwerp dat bijna evenveel energie genereert als de best geëvolueerde structuren..

"Oorspronkelijk dacht ik dat dergelijke structuren alleen nuttig zouden zijn in situaties waar het gebied een goede prijs heeft, bijvoorbeeld daken," zei Grossman. "De laatste tijd hebben we echter steeds meer richtingen gezocht naar ideeën die 3D-structuren aantrekkelijker kunnen maken dan platte panelen, zelfs als het gebied niet beperkt is."

Geen bewegende delen

Zo kunnen driedimensionale zonnepanelen net zo eenvoudig te implementeren zijn als platte zonnepanelen, terwijl ze meer energie genereren, bijvoorbeeld door te profiteren van het weerkaatste licht, zei Grossman. Tweederde van de kosten van een paneel voor residentiële of commerciële dakmontage is te wijten aan de module- en installatiekosten, niet aan de kosten van het silicium of ander materiaal dat zonne-energie omzet in elektriciteit. Je zou je kunnen voorstellen om driedimensionale panelen plat te verschepen en ze vervolgens als origami voor gebruik te openen.

Ook, met 3D-zonnepanelen, de manier waarop hun componenten zijn opgesteld, genereren ze gelijkstroom gedurende de dag. Om hetzelfde te bereiken met flatpanels, moet je ze rangschikken op systemen die de beweging van de zon langs de hemel volgen, "wat een grote spelbreker is, omdat je echt geen bewegende delen op je dak wilt hebben", zegt Grossman. zei. "Alles wat beweegt kan gemakkelijk breken met de tijd en heeft meer onderhoud nodig."

"Ik ben enthousiast over het feit dat zo'n ogenschijnlijk eenvoudig idee de kosten van zonne-energie zou kunnen verlagen," voegt Grossman toe. De onderzoekers werken nu samen met experimentisten om prototypen te bouwen van hun door de computer gegenereerde ontwerpen.

De wetenschappers hebben hun bevindingen online op 16 februari in Applied Physics Letters beschreven.

  • 10 diepgaande innovaties vooruit
  • 7 gadgets die de wereld veranderden
  • Een tekort aan elementen van zeldzame aarde zou innovatie kunnen dwarsbomen


Video Supplement: .




Onderzoek


Hoe Een Octrooi In Te Dienen
Hoe Een Octrooi In Te Dienen

Leger Test De Kinect Van Microsoft In Cockpit-Helikopters
Leger Test De Kinect Van Microsoft In Cockpit-Helikopters

Science Nieuws


Wanneer Is April Fool'S Day Begonnen?
Wanneer Is April Fool'S Day Begonnen?

De 500-Miljoen Jaar Oude Geschiedenis Van Het Merengebied Van Engeland
De 500-Miljoen Jaar Oude Geschiedenis Van Het Merengebied Van Engeland

Kunnen We Onze Organen Klonen Om In Een Transplantatie Te Worden Gebruikt?
Kunnen We Onze Organen Klonen Om In Een Transplantatie Te Worden Gebruikt?

Hagedissen Zonnebaden Voor Een Betere Gezondheid
Hagedissen Zonnebaden Voor Een Betere Gezondheid

Kortere, Meer Intense Trainingen Kunnen Gezonder Zijn
Kortere, Meer Intense Trainingen Kunnen Gezonder Zijn


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com