Istraživači sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu - MIT, razvili su super efikasni sistem solarnih panela upotrebivši koncept origamija umesto klasičnih ravnih sistema povezivanja više fotonaponskih modula.
Trodimenzionalna solarna struktura načinjena od običnih solarnih panela trebalo bi da apsorbuje daleko više svetlosti i stvori više električne energije od obične, sa panelima poređanim u jednoj ravni, gde je ukupna površina solarnih ćelija približno jednaka površini samog panela, odnosno celog sistema.
Pretpostavka je da bi ovi solarni sistemi mogli da prime i veliki deo onih zraka koje klasična ravna struktura odbija (reflekstuje). Naročita prednost ovih sistema pokazivala bi se na mestima gde nema dovoljno prostora da se rasporedi dovoljan broj običnih panela a potrebno je obezbediti što više energije iz obnovljivih izvora.
- Ovo je u potpunosti biomimikrijski pristup (vidi tag ispod teksta) - kaže istraživač Jeffrey Grossman, teorijski fizičar na MIT-u - Prilikom posete jezeru Tahoe u Kaliforniji primetio sam oblik krošanja drveća i zapitao se zašto je takav?
Dosadašni koncept instalacije ravnih solarnih sistema zasnivao se na ideji eliminacije bilo kakve senke koja bi u velikoj meri negativno uticala na efikasnost. Takođe, "dvodimenzionalni" sistemi sa pravougaonim modulima jednostavniji su za postavljanje na krov i pogodniji za industrijsku proizvodnju.
Naučnici sa MIT-a koristili su genetički algoritam kako bi na virtuelnom modelu odredili najoptimalnije dimenzije i raspored solarnih modula u origami strukturi. Kao rezulat, dobili su slobodne kombinacije pravougaonih, trouglastih i dvostranih panela i analizirali njihov potencijal apsorbcije energije u odnosu na kretanje Sunca.
Zatim su, genetskim inženjeringom, iskombinovali ("uparili") one koji su se u modelu pokazali kao najefikasniji da dobiju nove generacije modela. Proces je ponovljen kroz milione generacija da bi videli u koji oblik bi model mogao da evoluira.
|
Proračun Ako klasičan ravni solarni sistem površine 93m2, na primer, na istoj tolikoj površini krova, generiše 50kWh dnevno, nova struktura, visine 1,8m, na istom krovu, uspevala bi da dostigne preko 60kWh. Kada bi ovakav origami, načinjen od ravnih solarnih panela, na istom krovu, dostigao visinu od 10m, mogao bi da generiše i 120kWh dnevno na površini od početnih 93m2. |
Ovo nije prvi put da se predstavlja 3D solarna kombinacija panela, ali jeste prvi put da se to radi u ovim razmerama. Prethodna istraživanja ispitivala su mogućnosti 3D rasporeda solarnih ćelija, ali u okviru ravnih solarnih panela, primenom nanotehnologije.
- Prvo sam mislio da bi ovakva struktura mogla imati prednosti samo na onim mestima gde je površina kojom raspolažemo ograničena, kao što su na primer krovovi - kaže Grossman:
- Međutim, kasnije smo shvatili da ovakav način postavljanja solarnih panela, zbog značajno višeg kapaciteta za proizvodnju energije, ima smisla i tamo gde niste toliko strogo ograničeni prostorom.
Prednosti 3D solarnih struktura
Naravno, ovolike konstrukcije ne bi imale širu primenu, pa su zato naučnici napravili pojednostavljene modele koje generišu približnu količinu energije.
Jedna od ogromnih prednosti 3D solarnih panela jeste to što ovakav nivo efikasnosti postižu bez rotacija ili pomeranja bilo koje vrste.
Za razliku od njih, ukoliko želite bilo šta slično da postignete ravnim solarnim panelima, morate da ih postavite na mehaničku konstrukciju koja bi ih okretala prema Suncu. Ovo je najčešće neisplativo ulaganje jer je ovakve sisteme teže održavati (svaki nepokretni sistem je daleko pouzdaniji), ali i zato što oni zahtevaju dodatnu potrošnju energije za rad samog sistema.
Takođe, raspored može biti takav da postignete jednaku količinu energije tokom celog dana ili u željenim časovima (na primer, u poslovnim zgradama odrredite da paneli budu orijentisani prema Suncu do kraja radnog vremena i da u toku radnih sati generišu najviše energije).
Prednost je i to što je moguće razviti računarski model za određenu lokaciju bilo gde na planeti kako bi jedan solarni sistem maksimalno iskoristio sunčevu energiju koja pada na tu tačku planete.
- I dalje me oduševljava činjenica da ovako jednostavna ideja može da stvori toliko efikasniji solarni sistem od istih komponenata - Kaže Grossman.
Sada je na redu eksperimentalno ispitivanje dobijenih modela na pravim konstrukcijama kako bi se dobili prvi protipovi.
