Forbedring af solcelleeffektiviteten med en spand vand

Ser du på din mobiltelefon, du opdager, at batteriet er lavt, hvilket betyder, at du skal tage endnu en lang tur ind til byen for at betale penge for at oplade enheden. Når du kommer hjem, Det bliver mørkt. Du tænder petroleumslampen, der kaster et svagt skær ud over rummet. En betydelig del af din indkomst forbrændes af lampen, og det udsender skadelige gasser. At indånde den samme luft som din brændende lampe kan svare til at ryge flere pakker cigaretter om dagen.

Dette scenarie virker fremmed for de fleste mennesker, der bor i USA, men det er en fælles realitet for mange mennesker, der bor i udviklingslandene. En mulig løsning er at bruge off-grid vedvarende energikilder som solenergi til at generere elektricitet til belysning og opladning på stedet.

Under 2019 American Physical Society March Meeting i Boston i denne uge, Beth Parks vil præsentere et design, som hendes team har skabt, der øger mængden af ​​sollys, der fanges af en solcelle, øge sin energiproduktion med næsten en tredjedel.

"I Uganda, mellem 20 og 25 procent af befolkningen har ingen adgang til elektricitet, " sagde Parks, en lektor ved Colgate University. "Én solcelle leverer nok energi til at drive lys og oplade mobiltelefoner og radioer. Dette er en enorm forbedring af livskvaliteten."

Mens solpaneler tilbyder en ren kilde til vedvarende energi, de er typisk monteret på en fast ramme og kun optimalt orienteret mod solen i bestemte timer på dagen.

Parks så tidligere et design til en ramme, der ville gøre det muligt for solpanelet at spore solen ved hjælp af hængende vægte. Men designet var ikke blevet testet for at se, hvordan det rent faktisk fungerede. Det var heller ikke blevet optimeret til overkommelighed for at sikre kommerciel levedygtighed og adoption.

I løbet af sit år på et Fulbright-stipendium i Uganda, hun arbejdede sammen med studerende på Mbarara University of Science and Technology om at designe en ramme ved hjælp af metalrør, som en lokal svejser nemt kunne få fat i og montere.

"Vi har skabt en ramme ved hjælp af billige materialer, der gør det muligt for solpanelerne at spore solens bue hele dagen, " sagde Parks. "Denne tilgang kunne gøre solenergi mere overkommelig for husholdninger og små virksomheder i udviklingslandene."

I hendes design, en spand sten sættes på karmens vestside og en spand vand på østsiden. Ved at bruge en kontrolleret lækage fra vandspanden, vægten skifter, og panelet roterer langsomt fra øst til vest i løbet af dagen.

Parks og hendes team testede designet på 20 tilfældige dage i Uganda. Solcellen på den bevægelige ramme fangede 30 procent mere sollys end den stationære solcelle på samme sted.

"Hvis denne ramme vedtages, det har potentialet til at skabe en lille industri for lokalsamfundet, " sagde Parks.

Ifølge Parks, omkostningerne ved systemet - solcellen, batteri, oplader og ramme - er omkring 10 procent mindre end et sammenligneligt tagsolcellesystem. Dette forbavsende enkle, billig og genial metode kunne øge solenergien, der fanges for mennesker i udviklingslande, samt fjerntliggende områder, der er uden for nettet.