Фотоэлементы на основе японского искусства киригами на 30% эффективнее обычных солнечных панелей - «Новости Электроники»

Группа исследователей Мичиганского университета (University of Michigan) разработала решетчатый фотоэлемент, который способен растягиваться подобно аккордеону и, таким образом, регулировать угол под котором солнечное излучение падает на него. Такое свойство позволяет пленке с фотоэлементами вырабатывать электроэнергию со значительно большей эффективностью, а вдохновило ученых на это открытие японское искусство киригами, являющееся разновидностью оригами – техники вырезания ножницами сложных фигур из бумаги.

Новый дизайн позволяет решить проблему большинства современных солнечных установок, которые не способны двигаться вслед за солнцем во время его перемещая по небу. С помощью небольшого натяжения, плоский лист с фотоэлементами из тонкой пленки арсенида галлия превращается в трехмерный объект, позволяя поверхности фокусироваться на различных траекториях падения лучей света. Солнечные панели-киригами могут отслеживать движение солнца в радиусе с пределами около 120 градусов.

Читайте также: Как сделать солнечный концентратор своими руками из подручных средств, бесплатная инструкция от GoSol (видео)

По заявлению разработчиков, производительность новой пленки на 30% выше, чем у традиционных неподвижных солнечных установок. Киригами-треккеры также обладают достаточной механической прочностью, позволяющей выдерживать более 300 рабочих циклов. Однако есть у технологии и определенный недостаток – пленочные панели должны быть примерно в два раза больше обычных.

«Наша конструкция превращает громоздкие солнечные панели с модулями слежения за Солнцем в устройства, которые являются плоскими», — говорит Макс Штейн (Max Shtein) – инженер и докторант по машиностроению и материаловедению, один из авторов работы, опубликованной в научном журнале "Nature Communications".

Подбирая максимально эффективный дизайн для новых фотоэлементов, ученые опробовали множество узоров киригами, многие из которых были значительно сложнее принятого. «Оказалось, что самый простой узор является и самым оптимальным, - рассказывает Штейн. – Он обладает свойством, которое позволяет при растягивании не затенять соседние элементы».

Ученые отмечают, что инновационная «бумага из фотоэлементов» лишь демонстрирует принципиальную состоятельность концепта и для того, чтобы начать реальное использование изобретения потребуется найти ответы на массу вопросов. Как долго материал способен выдерживать постоянный процесс растягивания/сжатия. Какие потребуются механизмы и откуда брать энергию для перемещения фотоэлементов?

Для тестирования использовался прототип размерами примерно с половину долларовой банкноты, так что впереди испытания для более масштабных моделей. Идея имеет неплохой потенциал для того, чтобы сделать накрышные солнечные установки более эффективными. Однако ученые надеются, что уже в ближайшее время технология найдет применение в небольших аэрокосмических приложениях.

Работа исследователей была профинансирована компанией NanoFlex Power Corporation и Национальным научным фондом. На данном этапе университет патентует технологию киригами-фотоэлементов и ищет инвесторов для создания готового коммерческого продукта.

Читайте также: Крупнейшие в мире плавучие солнечные электростанции построены в Японии (видео)

Источник: greenbuildingelements.com