מהנדסים שמנסים להפוך את האנרגיה הסולארית לזולה יותר עבור המשתמש הממוצע, התמודדו זה מכבר עם קונונדום. לוחות סולאריים לוכדים אנרגיה רבה בהרבה כאשר הם יכולים לעבור כדי לעקוב אחר תנועת השמש על פני השמיים. אך המנגנונים הדרושים להנעת הלוחות הם יקרים, והם בדרך כלל כבדים מדי לשימוש בגגות משופעים.
תוכן קשור
- תא סולארי זה יכול לצוף על בועה
- ארה"ב יכולה לעבור לאנרגיה מתחדשת בעיקר ללא צורך בסוללות
- צפו בפיסת הנייר הזו מתקפלת והולכת
כעת, חוקרים מאוניברסיטת מישיגן השאילו מקיריגאמי, האמנות היפנית לחיתוך נייר, כדי ליצור סוג חדש של לוח מעקב. יריעות פלסטיק שטוחות של תאים סולאריים נקבעות בעזרת חתכים קטנים בעזרת לייזר. כשהם מושכים, הסדינים נפתחים לשלושה ממדים, ומציעים משטחים מורמים לפנים לכיוון השמש.
"כאן יש לנו מצע שהוא ממש דק. זה קל, זה לא צריך להיות מוטה עם תומכים גדולים או מכונות, "אומר מקס שטיין, פרופסור חבר למדעי חומרים והנדסה באוניברסיטה. "כל מה שאתה צריך לעשות זה סוג של למתוח את זה."
תאי השמש של הקיריגאמי הם תוצאה של שיתוף פעולה בין צוותו של שטיין ואמן הנייר מתיו שליאן. שליאן, הידוע בפסליו העתידניים למראה, עשויים נייר מקופל, קפלים ופרוס גיאומטרי, הגיע למעבדה של שטיין לפני מספר שנים וחיפש מדענים לעבוד איתם. הוא ושטין הכו אותו מייד. הם היו נפגשים באופן קבוע, מנסים להבין כיצד ניתן להשתמש במומחיותו של שליאן עם מניפולציה על משטחים שטוחים באחד הפרויקטים של שטיין. ואז יום אחד, שליאן הראה לסטין טופס שהוא עבד איתו, שם פורסים נייר עם חריצים קטנים. כשסטין משך את הקצוות, הוא התפשט לרשת תלת מימדית.
"חשבתי 'אה חה, בינגו!'" נזכר שטיין. זה יהיה מושלם עבור פאנל סולארי.
הצוות ניהל הדמיה באמצעות לוחות קיריגאמי, על בסיס תנאים במהלך היפוך הקיץ באריזונה. ההדמיה הציעה שפאנל הקיריגאמי עבד כמעט כמו גם לוח סולרי מעקב מכני המופעל באמצעות מכנית, והוא היה יעיל ב -36 אחוזים מאשר פאנל נייח. התוצאות דווחו בכתב העת Nature Communications .
לוחות קיריגאמי נמצאים במרחק של שנים משימוש בצרכן - שטיין מקווה להשיג מימון נוסף להמשך הפרויקט. אבל הם עשויים להיות זולים יותר מאשר לוחות קונבנציונליים. אמנם עלות מודולי השמש ירדה באופן דרמטי במהלך השנים (כ 75- אחוזים מאז 2009, לפי דוח סוכנות האנרגיה המתחדשת הבינלאומית), מחיר ההתקנה נותר גבוה בעקשנות. סביר להניח שיהיה קל יותר להתקין את לוחות הקיריגאמי ודורשים ציוד כבד פחות.
הפרויקט עדיין נמצא בשלב הקונספטואלי; הצוות טרם יצר אב-טיפוס עובד של הפאנל. יהיה צורך בבדיקה נוספת כדי לבדוק אם יריעות השמש הדקות והגמישות עמידות מספיק בכדי להיגרר למיקומים חדשים מדי יום לאורך תקופה של שנים. אם הצוות מקווה לבנות לוח שיכול להחזיק מעמד במשך 25 שנה, הסדינים, לפי הערכתו של שטיין, יצטרכו לעמוד בכ- 25, 000 תנועות.
"האם זה יכול לעשות את זה?" שואל שטיין. "לא בדקנו את זה כל כך הרבה."
כמו כן, עדיין לא ברור איזה סוג של מנגנון ישמש למתיחת הפנלים, אם כי סביר להניח שהוא יהיה הרבה יותר קל מאשר עוקבים מסורתיים.
אותו דפוס קיריגאמי המשמש בלוחות השמש עשוי להיות בעל יישומים הרבה מעבר לאנרגיה סולארית, אומר שטיין. יתכן שהתבנית יכולה להיות שימושית במצלמות ובתעשיות התעופה והחלל, למרות ששטיין אומר שהוא לא בחופש לפרט פרטים רבים.
אוריגמי, בן דודו הידוע של קיריגאמי, שימש ליישומים מדעיים וטכניים רבים, החל מסטנטים לבבי ועד מראות תעופה וחלל לכריות אוויר לרכב. קיריגאמי עצמו שימש לאחרונה על ידי חוקרי קורנל לייצור טרנזיסטורים זעירים הניתנים לכיפוף. ניתן להשתמש בטרנזיסטורים ליצירת ננו-מכאנים לכל מספר מטרות שנגזרו מגרפן (יריעות פחמן בעובי אטום אחד).
