211service.com
Een oplossing voor het maximaliseren van energie uit zonnepanelen op schuine daken
De meeste zonnepanelen in de wereld staan onder een vaste hoek op daken, waardoor ze gedurende delen van de dag geen energie kunnen opvangen. Nu hebben onderzoekers getoond dat door zonnecellen in specifieke ontwerpen te snijden met behulp van kirigami, een variatie op origami die niet alleen vouwen, maar ook snijden met zich meebrengt, ze de cellen in staat kunnen stellen de hoek van de zon te volgen zonder het hele paneel te hoeven kantelen. Dat kan flink uitbetalen: zonnepanelen met trackingmechanismen kunnen 20 tot 40 procent meer energie per jaar opwekken dan zonnepanelen zonder trackers.
Zoals te zien is in de video hier, creëert het toepassen van een specifieke kirigami-snit stroken in een zonnecel. Door de twee uiteinden in tegengestelde richtingen te trekken, gaan de stroken kantelen en nemen ze een gewenste hoek aan. Cruciaal is dat de structuur zo verandert dat wordt voorkomen dat de afzonderlijke stroken schaduw werpen op de anderen, en de golving van de nieuwe vorm doet geen afbreuk aan de prestaties, zegt Max Shtein , een professor in materiaalkunde en techniek aan de Universiteit van Michigan. Shtein leidde het onderzoek samen met: Stephen Forrest , ook een professor in materiaalkunde en techniek aan de Universiteit van Michigan.
De op kirigami gebaseerde benadering maakt het mogelijk om meer elektriciteit op te wekken met dezelfde hoeveelheid halfgeleidend materiaal, en bereikt dit in bijna dezelfde mate als conventionele volgsystemen, zegt Shtein. De huidige volgsystemen, die slechts in een klein deel van de installaties voor zonne-energie in de wereld voorkomen, zijn omslachtig en kunnen kostbaar zijn. En ze functioneren door het hele paneel te kantelen. Dat werkt niet op de meeste hellende daksystemen, die meer dan 80 procent van alle installaties uitmaken.
Het nieuw gedemonstreerde apparaat met flexibele zonnecellen gemaakt van galliumarsenide is slechts een proof-of-principle. Het ontwikkelen van een technologie die praktisch genoeg is voor commerciële toepassing, zal veel meer werk vergen. De onderzoekers zullen waarschijnlijk een systeem moeten bedenken om de structuren te omhullen om ze te beschermen tegen het weer en mechanische ondersteuning te bieden, en mogelijk elektrische motoren toevoegen om de cellen op bepaalde tijden van de dag uit elkaar te trekken. Er is helemaal niet veel kracht voor nodig, zegt Shtein. Hij zegt dat hoewel de aanpak het meest geschikt is voor dunne, flexibele materialen, deze in principe met bijna elk soort zonnecel zou kunnen werken.