Solenergi: Roterende solpaneler kan øge effektiviteten med 32 procent

Under et Fulbright-fællesskab i Uganda så Colgate Universitets professor Beth Parks en alvorlig fejl i solpanelerne, at lokalsamfundene i Afrika syd for Sahara stole på elektricitet. Solen bevæger sig. Solpanelerne gjorde det ikke.

I betragtning af at maksimum teoretisk effektivitet for den mest almindeligt anvendte solceller er kun ca. 29 procent, hver lille dråbe ekstra sollys tæller.Ved at forblive stationær redegjorde hun, solpaneler lod værdifuld energi gå i spilde.

Så ved at bruge bare en spand vand og nogle sten, byggede Beth Parks en ny slags langsomt roterende solpanel designet til at spore solens dagbue. Efter en testperiode på 20 dage fandt Parks, at hendes langsomt skiftende paneler samlet 32 ​​procent mere energi end faste positionsmodeller, en forskel på hundredvis af watt, ifølge American Physics Society. Hun præsenterede sine resultater ved 2019 American Physical Society March Meeting.

Hvorfor Roaming Solar Panels Kunne være en Game-Changer

Disse få ekstra hundrede watt er ikke nok til at gøre en stor forskel i amerikanske hjem, hvor det gennemsnitlige elforbrug er cirka 29 kWh hver dag, ifølge US Department of Energy figures.

Men i Uganda, hvor næsten en ud af fire mennesker ikke har adgang til elektricitet, er den gennemsnitlige husstands daglige elforbrug kun 0,04 kWh / dag, hvilket betyder, at Parks 'design alene - hvis det gennemføres bredt - kan forvandle hele samfund. Det betyder adgang til mobiltelefoner. At lyser efter mørke.

Som en lektor i fysik havde parker set andre solpanelmodeller, der brugte vægtsystemer til langsomt at skifte i løbet af en dag. Men disse dynamiske rammer var aldrig blevet testet, siger Parks, og de var heller ikke designet med økonomisk effektivitet i tankerne.

Sådan gør du et drejeligt solpanel

I samarbejde med studerende ved Mbarara Universitet for Videnskab og Teknologi skabte Parks en solpanelramme ved hjælp af metalrør, som lokale svejsere nemt kunne opnå. Panelet er så fastgjort til en pivot. På den vestlige side er en spand sten; i øst, en spand vand. Da vægten af ​​vandspanden langsomt falder, takket være en kontrolleret lækage, skifter panelet langsomt og konsekvent skifter efter solen.

I øjeblikket, siger Parker, selv de billigere solpaneler stadig viser sig for dyre for de fleste familier, og flertallet af paneler er svejset til tagene af boliger for at afholde tyveri. Men øget effektivitet betyder, at paneler kan være mindre og dermed også mere overkommelige. Lette transportable rammer og mindre paneler tillader beboere at bringe deres systemer inde i hver nat, idet man undgår behovet for at skrue dem ned. De samlede omkostninger ved Parks 'system - som omfatter en solcelle, et batteri, oplader og ramme - løber omkring ti procent mindre end et traditionelt monteret solpanel, og hendes kandidatstuderende har for nylig samarbejdet med en lokal svejsemaskine for at producere et billedramme på 6 dollar.

Parks 'nye skiftende solpanel - både gennem dets design og dets omkostninger - illustrerer betydningen af ​​fordybende forskning, bygning inden for et samfund, specifikt til det samfund. Hvor ellers ville hun have kendt for at gøre designet lys nok og lille nok til at bringe ind i hver dag? Hvor ellers ville hun have forstået den effekt, som kun en håndfuld kilowatt kan have på en husstands daglige rutine?

For nu er Parks tilbage i USA. Men hun ser udbredt adoptering af hendes design som en mulighed for lille industrivækst i hele Uganda.