Zonne-energie: roterende zonnepanelen kunnen de efficiëntie met 32 ​​procent verhogen

Tijdens een Fulbright-beurs in Oeganda merkte professor Beth Parks van de Colgate-universiteit een ernstige tekortkoming op in de zonnepanelen die gemeenschappen in sub-Sahara-Afrika voor elektriciteit gebruiken. De zon beweegt. De zonnepanelen niet.

Gezien het feit dat de maximum de theoretische efficiëntie voor de meest gebruikte fotovoltaïsche cel is slechts ongeveer 29 procent, elke kleine druppel extra zonlicht telt.Door stil te blijven staan, zo redeneerde ze, lieten zonnepanelen waardevolle energie verloren gaan.

Dus, met alleen een emmer water en wat stenen, bouwde Beth Parks een nieuw soort langzaam draaiend zonnepaneel, ontworpen om de dagelijkse boog van de zon te volgen. Na een proefperiode van 20 dagen ontdekte Parks dat haar langzaam verschuivende panelen 32 procent meer energie verzamelden dan modellen met vaste positie, een verschil van honderden watt, aldus de American Physics Society. Ze presenteerde haar bevindingen tijdens de 2019 American Physical Society March Meeting.

Waarom Roaming-zonnepanelen een game-wisselaar kunnen zijn

Die paar extra honderd watt zijn niet genoeg om een ​​enorm verschil te maken in Amerikaanse huizen, waar het gemiddelde elektriciteitsverbruik ongeveer 29 kWh per dag bedraagt, volgens de cijfers van het Amerikaanse Department of Energy.

Maar in Oeganda, waar bijna een op de vier mensen geen toegang tot elektriciteit heeft, is het dagelijkse elektriciteitsverbruik van de gemiddelde huishoudens slechts 0,04 kWh / dag, wat betekent dat het ontwerp van Park alleen al - indien op grote schaal geïmplementeerd - hele gemeenschappen zou kunnen transformeren. Het betekent toegang tot mobiele telefoons. Om te lichten in het donker.

Als universitair hoofddocent Natuurkunde had Parks andere zonnepaneelmodellen gezien die gewichtssystemen gebruikten om langzaam in de loop van een dag te verschuiven. Maar deze dynamische frames waren nooit getest, zegt Parks, en ze waren ook niet ontworpen met het oog op economische efficiëntie.

Hoe een draaiend zonnepaneel te maken

In samenwerking met studenten van Mbarara University of Science and Technology, creëerde Parks een zonnepaneelframe met metalen buizen die lokale lassers gemakkelijk konden verkrijgen. Het paneel wordt dan aan een draaipunt bevestigd. Aan de westkant een emmer rotsen; in het oosten, een emmer water. Omdat het gewicht van de wateremmer langzaam daalt, dankzij een gecontroleerd lek, schakelt het paneel langzaam, consequent, in de richting van de zon.

Momenteel, zegt Parks, blijken zelfs de meer goedkope zonnepanelen voor de meeste gezinnen nog steeds te duur te zijn, en worden de meeste panelen op het dak van huizen gelast om diefstal te ontmoedigen. Maar een hogere efficiëntie betekent dat panelen kleiner en dus ook betaalbaarder kunnen zijn. Gemakkelijk te transporteren frames en kleinere panelen stellen bewoners in staat om hun systemen elke nacht binnen te brengen, waardoor ze niet hoeven te worden vastgeschroefd. De totale kosten van het Parkeersysteem - inclusief een zonnecel, een batterij, oplader en frame - lopen ongeveer tien procent lager uit dan een traditioneel, gemonteerd zonnepaneel, en haar masterstudenten werkten onlangs samen met een lokale lasser om een ​​ontwerp met een frame van $ 6 te maken..

Het nieuwe schakelende zonnepaneel van Park - zowel door zijn ontwerp als zijn kosten - illustreert het belang van meeslepend onderzoek, van het bouwen binnen een gemeenschap, specifiek voor die gemeenschap. Hoe anders zou ze hebben geweten dat het designlicht voldoende en klein genoeg was om elke dag binnen te komen? Hoe zou ze anders het effect begrepen hebben dat slechts een handvol meer kilowatts kan hebben op de dagelijkse routine van een huishouden?

Voor nu is Parks terug in de Verenigde Staten. Maar ze ziet wijdverspreide adoptie van haar ontwerp als een kans voor de groei van kleine industrieën in Oeganda.