En lösning för att maximera energi från solpaneler på lutande tak

De flesta solpaneler i världen sitter på hustak i en fast vinkel, så de går miste om att fånga energi under delar av varje dag. Nu har forskare visad att genom att skära solceller i specifika mönster med hjälp av kirigami, en variant av origami som innebär skärning utöver vikning, kan de låta cellerna spåra solens vinkel utan att behöva luta hela panelen. Detta kan ha en betydande utdelning: solpaneler med spårningsmekanismer kan generera 20 till 40 procent mer energi per år än de utan spårare.

Som visas i videon här skapar man remsor i en solcell om man applicerar ett specifikt kirigamisnitt. Att dra de två ändarna i motsatta riktningar får remsorna att luta och anta en önskad vinkel. Avgörande är att strukturen förvandlas på ett sådant sätt att de enskilda remsorna inte kastar skuggor på de andra, och vågigheten i den nya formen försämrar inte prestanda, säger Max Shtein , professor i materialvetenskap och ingenjörskonst vid University of Michigan. Shtein ledde forskningen tillsammans med Stephen Forrest , också professor i materialvetenskap och teknik vid University of Michigan.

Det kirigami-baserade tillvägagångssättet gör det möjligt att generera mer elektricitet samtidigt som man använder samma mängd halvledande material, och åstadkommer detta i nästan samma grad som konventionella spårningssystem gör, säger Shtein. Dagens spårningssystem, som bara finns i en liten del av världens solenergianläggningar, är besvärliga och kan bli kostsamma. Och de fungerar genom att luta hela panelen. Det fungerar inte på de flesta lutande taksystem, som står för mer än 80 procent av alla installationer.

Den nyligen demonstrerade enheten, som har flexibla solceller gjorda av galliumarsenid, är bara ett bevis på principen. Att utveckla en teknik som är praktisk nog för kommersiell tillämpning kommer att kräva mycket mer arbete. Forskarna kommer sannolikt att behöva komma med ett system för att omsluta strukturerna för att skydda dem mot väder och vind och ge mekaniskt stöd, och kan lägga till elektriska motorer för att dra isär cellerna vid specifika tider under dagen. Det krävs inte mycket kraft alls, säger Shtein. Han säger att även om tillvägagångssättet lämpar sig bäst för tunna, flexibla material, skulle det i princip fungera med nästan alla typer av solceller.

Dölj