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智能

这个太阳能电池,能跟着太阳走

王杰夫 2015-09-11 22:45:00

即使在今天,传统艺术依然可以启发科技发明

还记得前一段时间在网络上很红的那个关于向日葵的问题吗?“向日葵白天跟着太阳转,从东边到西边,可是第二天早上怎么回到东边?一个甩头吗?”最终答案是太阳落山后,向日葵的花盘会慢慢摆回原位。

向日葵都那么辛苦地为了吸收更多的阳光而努力,那么人造的太阳能电池板呢?

为了提升太阳能板的效率,太阳能电站给它们安装了电机,并用电脑计算好每天需要转动的角度。

但这个方法太麻烦,而且转动巨大的太阳能板本身也需要动力,密歇根大学的科学家发明了一种更简单的解决方案,其中最基础的原理竟然是剪纸术。

Matthew Shlian 是密歇根大学艺术与设计学院的一名授课老师,他也是一位剪纸艺术家,同时他还是太阳能板改造团队的咨询顾问。就是他向这些工程师们展示了一种剪纸造型——在一张纸上平行错杂着剪开的切口。

图中显示,通过受力水平高度的不同,可以实现翘起方向的不同图中显示,通过受力水平高度的不同,可以实现翘起方向的不同

当用力拉伸这张纸时,受力后的切口就会张开,被剪开的纸就会翘起朝向某个方向。拉升的力度自然也决定了纸翘起的角度。如果科学家能够将它用在太阳能电池板上,并有效地计算力度,那么不需要复杂的动力设备,太阳能板也能够实现转向吸收更多阳光的目的。

而博士生 Aaron Lamoureux 与助理教授 Max Shtein 用卡普頓薄膜重新复现了这个剪纸造型,并且将太阳能电池板附着在上面。

夏至日时,他们在亚利桑那州进行了实地实验,发现这种解决方案能够比传统固定太阳能板多吸收 36% 的能量;而发动机驱动的太阳能板能多吸收 40%,差距已经非常之小。

Shtein 对 Gizmag 的记者表示:“我们认为它潜力巨大,并且我们积极地寻找将它实际应用的方法。它将彻底减少太阳能发电的成本。”

这篇文章的理论阐述已经发表在《自然》杂志上,感兴趣的话可以到这里查阅。

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