Arta Japoneză De Hârtie Inspiră Celula Solară De Urmărire Solară

{h1}

Oamenii de știință au creat o celulă solară subțire inspirată de arta japoneză a tăierii de hârtie a kirigami. Este capabil să urmărească soarele într-un mod mult mai simplu și mai elegant decât unitățile solare tradiționale cu piese mari motorizate.

Arta japoneză de hârtie este folosită de obicei pentru a crea macarale pliate delicioase și fulgi de zăpadă din hârtie, dar acum, cercetătorii o folosesc pentru a inspira inovații în lumea energiei.

Oamenii de știință de la Universitatea Michigan din Ann Arbor (UM) au folosit arta antică de tăiere a hârtiei, cunoscută sub numele de kirigami, pentru a crea o celulă solară cu film subțire unic, care poate folosi o metodă de urmărire a soarelui numită urmărire optică. Aceste mișcări permit celulei să absoarbă mai multă energie de la soare pe parcursul zilei.

Ideea a fost eclozată inițial de Matt Shlian, unul dintre autorii noului studiu și profesor la Școala de Artă și Design a Universității din Michigan. Shlian a experimentat modalități de a încorpora kirigami și origami în proiectarea noilor tehnologii. [Top 10 invenții care au schimbat lumea]

„Problema urmăririi soarelui a existat de ani și ani”, a declarat autorul principal al studiului, Max Shtein, profesor în Departamentul de Știință și Inginerie a Materialelor. "Există o mulțime de moduri care implică motoare și angrenaje. [Acest design este] menit să fie mai ușor și mai elegant."

Noua celulă solară inspirată de kirigami folosește o mișcare de îndoire pentru a schimba unghiul suprafeței sale. Pentru a realiza acest lucru, structura este întinsă lent, folosind un mic mecanism motorizat. Tăierile plasate strategic în material fac posibil ca un obiect care în mod normal este rigid să se întindă și să se îndoaie.

„Dacă începi să întinzi lucrurile, poți să deformezi lucrurile în acest fel”, a spus Shtein pentru WordsSideKick.com.

Baza celulei solare are o structură kirigami destul de simplă de linii tăiate în Kapton, o peliculă polimidică care este flexibilă și rămâne stabilă pe o gamă largă de temperaturi (de la minus 452 grade Fahrenheit la 752 grade Fahrenheit, sau minus 269 grade Celsius la 400 de grade Celsius). Structura proiectului a pus o serie de tăieturi paralele scurte în folia de polimidă care au fost ușor în afara aliniamentului, astfel încât partea superioară a unei tăieturi să fie cu câțiva centimetri sub partea superioară a celuilalt sau câțiva centimetri deasupra lor.

Kyusang Lee, student la Departamentul de Inginerie Electrică și Informatică, și Aaron Lamoureux, student la Departamentul de Știință și Inginerie a Materialelor, au colaborat la o modalitate de a construi materialul. Metoda lor sudează la rece (fuzionează împreună fără căldură) partea superioară a suprafeței metalizate a semiconductorului către suprafața metalizată a tablii Kapton, care acționează ca suport pentru celulele fotovoltaice. Atât foaia Kapton, cât și celula fotovoltaică au fost tăiate în modelul simplu de kirigami, deoarece ambele trebuie să aibă aceeași structură de bază atunci când sunt lipite împreună cu legăturile atomice ale metalului.

Acest tip de design este mai puțin stângace și oferă un mod mai rentabil de a face urmărire optică decât panourile solare tradiționale care trebuie atașate la motoare mari pentru a muta panourile mult mai grele cu soarele au spus cercetătorii. Celulele solare inspirate de kirigami pot crește și generarea de energie cu între 20 și 40 la sută, au spus ei.

"Ideea este să cheltuiți mai puțini bani și să obțineți la fel de multă energie pe cât v-ați dat", a spus Shtein, sau să cheltuiți aceeași sumă de bani și să obțineți mai multă energie.

Cercetătorii sunt speranți că vor putea să își comercializeze celula solară recent proiectată în viitorul apropiat, însă această inovație inspirată de artă are potențialul pentru o gamă largă de aplicații, au spus oamenii de știință. Shtein a adăugat că el și colegii săi se uită la aplicații pentru aceste tipuri de proiecte în dispozitivele de filtrare și electromagnetice, cum ar fi tehnologia radio și în instrumentele acustice, precum dispozitivele de reglare.

Descoperirile detaliate ale studiului au fost publicate pe 8 septembrie în revista Nature Communications.

Urmați Elizabeth Newbern @liznewbern. Urmează Știința în direct @wordssidekick, Facebook. Articolul original despre știința în direct.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


7 Modalități De A Vă Reduce Riscul De Boli Cardiace
7 Modalități De A Vă Reduce Riscul De Boli Cardiace

Zombii Se Descompun La Fel Ca Oamenii?
Zombii Se Descompun La Fel Ca Oamenii?

Avertizări Abundente Înainte De Alunecarea Masivă Din Alaska Și Tsunami
Avertizări Abundente Înainte De Alunecarea Masivă Din Alaska Și Tsunami

Care Este Viitorul Zborului Supersonic?
Care Este Viitorul Zborului Supersonic?

Cantatul Te Face Fericit?
Cantatul Te Face Fericit?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com