Аарон Лемурье (Aaron Lamoureux) совместно с коллегами по Университету Мичигана в Энн Арбор (США), использовал принципы японского искусства создания бумажных фигурок для разработки солнечных батарей, способных, как подсолнухи, двигаться вслед за солнцем. Новинка, на 36% увеличивающая среднегодовую генерацию солнечных батарей, описана в соответствующей работе в Nature Communications.

Широко известно, что фотоэлементы идеально преобразуют свет в электричество лишь тогда, когда солнечные лучи падают на них под прямым углом. Увы, если речь не идет об экваториальных областях, солнце большую часть дня не находится прямо над батареей, поэтому неподвижные солнечные батареи на широте Москвы теряют примерно треть от своей потенциальной выработки.

Есть простой способ поправить ситуацию – роботизированные устройства могут слегка поворачивать солнечные батареи вслед за солнцем каждые 10–15 минут. Однако это означает введение в конструкцию солнечной электростанции подвижных частей, которые нужно будет регулярно подвергать смазке и профилактическому ремонту. Можно ли обойтись безо всех этих сложностей?

Аарон Лемурье обратился к киригами, разновидности оригами. В рамках этого искусства ряд бумажных фигурок делают способными менять свою форму при легком усилии, прикладываемом к одному из углов фигурки.

Построив по аналогичным принципам полосы солнечных батарей и накрыв их стеклом, Лемурье разместил в двух углах каждой такой панели крошечный электродвигатель, который слегка крутит углы всей системы из нарезанных полосок. При этом сами полоски поворачиваются на точно заданное количество градусов, что позволяет всегда удерживать их под прямым углом к солнечным лучам:

К сожалению, при предельно больших углах падения солнечных лучей (сразу после рассвета и перед самым закатом) часть из них в такой схеме все равно будет блокироваться краями солнечных батарей и объединяющей их панелью. Однако в среднем выработка электроэнергии при такой схеме расположения фотоэлементов растет на 36% (для условий Аризоны). Полномасштабные роботизированные устройства, разворачивающие вслед за солнцем всю панель целиком, повышают ее среднегодовую генерацию на 40%, что несколько больше, чем у киригами-схемы Лемурье. Однако такие устройства в десятки раз тяжелее и во много раз дороже новой разработки, из-за чего изобретатель считает внедрение новинки вполне целесообразным с экономической точки зрения.

Источник: "Агентство по инновациям и развитию"