Jurutera cuba membuat tenaga solar lebih murah bagi pengguna purata yang telah lama berhadapan dengan teka-teki. Panel solar menawan lebih banyak tenaga apabila mereka boleh beralih untuk mengikuti pergerakan matahari di seluruh langit. Tetapi alat-alat yang diperlukan untuk memindahkan panel mahal, dan mereka biasanya terlalu berat untuk digunakan pada bumbung miring.
Kandungan Terkait
- Ini Sel Suria Dapat Terapung di Bubble
- Amerika Syarikat Boleh Beralih ke Tenaga Terbarukan Kebanyakan, Tiada Bateri Perlu
- Tonton Piece of Paper Fold Itself Up and Walk Away
Sekarang, para penyelidik di University of Michigan telah meminjam dari kirigami, pemotongan kertas seni Jepun, untuk membuat panel pengesan yang baru. Lembaran plastik rata sel solar dijaringkan dengan potongan kecil menggunakan laser. Apabila ditarik, sentuhan kepingan dibuka kepada tiga dimensi, yang menawarkan permukaan yang dibangkitkan untuk menghadapi arah matahari.
"Di sini kita mempunyai substrat, yang sangat nipis. Ia ringan, ia tidak perlu dimatikan dengan sokongan besar atau mesin, "kata Max Shtein, profesor bersekutu sains dan kejuruteraan bahan di universiti itu. "Apa yang perlu anda lakukan ialah jenis regangan."
Sel solar kirigami adalah hasil kerjasama antara pasukan Shtein dan artis kertas Matthew Shlian. Shlian, yang terkenal dengan patung-patung futuristiknya yang diperbuat daripada kertas geometri yang dilipat, dilipat dan dihiris, telah datang oleh makmal Shtein beberapa tahun lalu, mencari para saintis untuk bekerjasama. Dia dan Shtein melanda dengan segera. Mereka akan bertemu dengan kerap, cuba untuk mengetahui bagaimana kepakaran Shlian dengan memanipulasi permukaan rata boleh digunakan dalam salah satu projek Shtein. Kemudian suatu hari, Shlian menunjukkan Shtein satu bentuk yang dia telah bekerja dengan, di mana kertas dihiris dengan celah kecil. Apabila Shtein ditarik ke hujung, ia berkembang menjadi tiga dimensi mesh.
"Saya fikir 'ah ha, bingo!'" Shtein teringat. Ini akan menjadi sempurna untuk panel solar.
Pasukan itu menjalankan simulasi dengan menggunakan panel kirigami, berdasarkan keadaan semasa solstis musim panas di Arizona. Simulasi itu mencadangkan panel kirigami bekerja hampir sama dengan panel solar pengesan mekanikal konvensional, dan ia adalah 36 peratus lebih cekap daripada panel pegun. Hasilnya dilaporkan dalam jurnal Nature Communications .
Panel kirigami bertahun-tahun dari penggunaan pengguna-Shtein berharap dapat memperoleh lebih banyak dana untuk melanjutkan projek. Tetapi mereka berpotensi menjadi lebih murah daripada panel konvensional. Walaupun kos modul suria turun dramatik sepanjang tahun (kira-kira 75 peratus sejak 2009, menurut laporan Agensi Tenaga Diperbaharui Antarabangsa), harga pemasangan kekal tinggi. Panel kirigami mungkin akan lebih mudah dipasang dan memerlukan peralatan kurang berat.
Projek ini masih dalam peringkat konseptual; pasukan belum lagi membuat prototaip kerja panel. Ujian lanjut diperlukan untuk mengetahui sama ada lembaran suria nipis dan fleksibel cukup tahan lama untuk ditarik ke kedudukan baru setiap hari dalam tempoh beberapa tahun. Jika pasukan berharap untuk membina sebuah panel yang mampu bertahan selama 25 tahun, lembaran, oleh anggaran Shtein, perlu menahan beberapa pergerakan 25, 000.
"Bolehkah ia berbuat demikian?" Shtein bertanya. "Kami tidak banyak mengujinya."
Ia juga belum jelas apa jenis mekanisme yang akan digunakan untuk meregangkan panel, walaupun ia mungkin lebih ringan daripada pengesan tradisional.
Corak kirigami yang sama yang digunakan pada panel solar mungkin mempunyai aplikasi yang jauh melebihi tenaga solar, kata Shtein. Ia mungkin corak boleh berguna dalam kamera dan industri aeroangkasa dan automotif, walaupun Shtein mengatakan dia tidak bebas untuk memberikan banyak maklumat.
Origami, sepupu kirigami yang terkenal, telah digunakan untuk banyak aplikasi saintifik dan teknikal, dari stent jantung ke cermin aerospace kepada beg udara kereta. Kirigami sendiri baru-baru ini digunakan oleh penyelidik Cornell untuk membuat transistor kecil, bendek. Potong dari graphene (kepingan karbon satu atom tebal), transistor boleh digunakan untuk membuat nanomachines untuk sebarang tujuan.
