太陽能設(shè)計(jì)已經(jīng)從樹葉、窗戶、噴漆和布料中尋找過靈感。現(xiàn)在，一項(xiàng)太陽能技術(shù)創(chuàng)新意味著又有一個靈感加入這個行列：日本剪紙藝術(shù)。

　　發(fā)表在《自然通訊》上一項(xiàng)研究概述了柔性薄膜太陽能電池如何像剪紙一樣工作——以及它們可能會如何比傳統(tǒng)面板更高效、更好地跟蹤太陽。隨著太陽在天空中移動而傾斜太陽能電池板的跟蹤器已經(jīng)存在，但根據(jù)這項(xiàng)研究，由于其重量和高成本，它們往往被無視，研究指出，這部分成本實(shí)際上是逐年增加，盡管整體太陽能成本在不斷下降。

　　“結(jié)果，占安裝總量約85%的住宅傾斜式屋頂系統(tǒng)完全缺乏常規(guī)跟蹤選項(xiàng)，為了進(jìn)一步降低安裝成本，并使新的應(yīng)用成為可能，需要一種緊湊和輕量級太陽跟蹤的新穎方式?！毖芯恐赋龅馈?/span>

　　密歇根大學(xué)的一組研究人員想出了這種新穎的方法。博士生和該研究主要作者Aaron Lamoureux說他們組先做了頭腦風(fēng)暴并考量了幾種不同的太陽能電池樣式，最后得出了論文中所述的結(jié)果。

　　“它看起來極其簡單，因?yàn)樗褪菢O其簡單——只不過是直線切割而已，我們看過的其他式樣制造更困難，而且跟蹤性能也沒它好?！?Lamoureux說。

　　該樣式利用了安裝在塑料載體上的超薄晶體砷化鎵電池單元(從歷史上看，其高成本一直是成功的障礙)，可以拉伸和彎折以全天候地最佳捕獲陽光。跟蹤太陽的能力給了這一設(shè)計(jì)相對傳統(tǒng)屋頂太陽能板的優(yōu)勢。

　　“從給定太陽能電池中能獲得的功率與該電池朝向太陽的面積直接相關(guān)，有效面積越大，你能獲得的功率就越大，” Lamoreux說。如果你正面看著一張紙，然后開始傾斜它，它會在你眼中變得越來越薄，直到你只能看到紙的邊緣?！霸谔柕囊暯强磥砭褪沁@樣?！?/span>

　　現(xiàn)有的太陽能跟蹤系統(tǒng)使用馬達(dá)隨著太陽在空中移動而傾斜太陽能電池板，Lamoureux說，由于這項(xiàng)研究只是概念證明——這種想法是可以工作的，但要能夠規(guī)模運(yùn)作，還有更多工作要做——他們?nèi)栽趯ふ胰绾我苿与姵貑卧牟煌x項(xiàng)。如果是使用傳統(tǒng)馬達(dá)來移動，則會比更大的太陽能面板的馬達(dá)更輕更小，該小組也在考慮無需傳統(tǒng)機(jī)械馬達(dá)來移動太陽能電池的不同方式的可能性，比如能導(dǎo)致電池傾斜的脈沖。

　　Lamoureux說該概念在能市場化之前，仍有很多工作要做。首先，它必須按比例放大。目前，該項(xiàng)目的尺度只有一個五毛大小。研究者們還需要確定電池單元在高溫和嚴(yán)寒季節(jié)如何表現(xiàn)，以及是否有別的材料會使系統(tǒng)工作得更好。Lamoureux說團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始考慮這些問題，并表示他并不認(rèn)為這些問題會阻止系統(tǒng)演化，以及推向市場的潛力。

　　“我絕對認(rèn)為存在需要解決的問題……但我在此過程中并未看到任何硬性障礙，所以我覺得隨著技術(shù)改進(jìn)，和更好地理解這些東西如何工作，所有這些障礙都是可以克服的，”他說。

　　他還表示，盡管他認(rèn)為傳統(tǒng)太陽能板將會永遠(yuǎn)存在下去，但研究人員們將繼續(xù)創(chuàng)新，使現(xiàn)有技術(shù)更有效和高效。

　　“因?yàn)槿菀自谄矫嫖蓓斏习惭b，平面面板是很好的。但不管你的平面面板如何有效，太陽移動時(shí)你仍然會損失效率，而這就是跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)美之處。當(dāng)我們試著進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電的成本并增加功率時(shí)，我們將轉(zhuǎn)向其他的幾何類型，以獲得更好的性能和成本?！?/span>

來源：通用機(jī)械

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