Solcellepanel inspireret af japansk papirkunst
En gruppe amerikanske forskere har fundet ud af, hvordan man ved hjælp af japansk klippekunst kan erstatte den tunge mekanik, der normalt bruges til at lave solcellepaneler.

Forskerne ved University of Michigan har ladet sig inspirere af den japanske papirklip-teknik kaldet kirigami og har fremstillet bøjelige solceller, som kan strækkes og vrides i retning af Solen. (Foto: Aaron Lamoureux, University of Michigan)

Forskerne ved University of Michigan har ladet sig inspirere af den japanske papirklip-teknik kaldet kirigami og har fremstillet bøjelige solceller, som kan strækkes og vrides i retning af Solen. (Foto: Aaron Lamoureux, University of Michigan)

Forskerne ved University of Michigan har ladet sig inspirere af den japanske papirklip teknik kaldet kirigami og har fremstillet bøgelige solceller, som kan strækkes og vrides i retning af Solen.

På den måde kan solcellernes effekt øges med op til en halv gang uden brug af tunge mekanismer, som drejer hele solcellepanelet

»Jeg er meget fascineret af dette tilsyneladende enkle koncept,« skriver Erik Stensrud Marstein i en email til forskning.no. Han er forskningsleder ved Instituttet for Energiteknik i Norge.

»Det er let at forestille sig de mange interessante muligheder, der skabes ved at vinkle panelerne, samtidig med at der laves åbninger, hvor lyset kan komme ind - og det gælder for både facade og tag-monterede systemer,« fortsætter han.

Paneler øger solcellernes effekt

Solceller lagrer mest strøm, hvis de peger direkte mod Solen. Der findes paneler, der styres af motorer, som drejer dem i den rigtige retning.

Video: Kirigami-solceller
Nettavis Om Forskning

studiet, som er publiceret i Nature Communications, konkluderer forskerne, at sådan en mekanisme kan øge effektiviteten med mellem 1/5 og knap 1/2 gang.

Alligevel er motoriserede paneler ikke så almindelige.

Konventionelle paneler er dyre og tunge

Bevægelige dele gør panelerne dyre at installere og dyre i drift. Det er nødvendigt at hæve panelet fra overlaget for at få plads til aksler og motorer.

»Et solcellepanel, der er løftet op fra underlaget, kan i stærk vind fungere som et sejl og ruske godt og grundigt i et eventuelt ophæng,« skriver Marstein og tilføjer:

»Desuden øger man både vægten og bekostningen, når man benytter skruer og akser.«

Et solcellepanel, der er løftet op fra underlaget, kan i stærk vind fungere som et sejl og ruske godt og grundigt i et eventuelt ophæng. Desuden er de både tungere og dyrere både i drift, og montering og er meget æstetisk dominerende. (Foto: Raysonho @ Open Grid Scheduler / Grid Engine, Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0)

Drejbare paneler skal monteres med afstand imellem og er meget æstetisk dominerende. Derfor ses de ifølge Marstein ikke så ofte på hustagene.

Stræk og vrid til dobbelt så stor vinkel

Forskerne fra University of Michigan har ladet sig inspirere af den japanske papirkunst kirigami. Kirigami minder om origami, men hvor man i origami udelukkende folder papiret, klipper man ved kirigami også i papiret.

Forskerne monterede bøjelige solceller fremstillet af galliumarsenid (GaAs) på et underlag af plaststoffet Kapton. Arket bestod af flettede, parallelle spalter, som, når det blev strukket, fik båndene med solcellerne til at vride sig.

Forskerne kunne til og med styre, hvilken vej båndene vred sig ved at hæve den ene eller den anden ende af arket, før de trak. På den måde kunne båndene vride sig over en dobbelt så stor vinkel og dække mange forskellige solhøjder over horisonten.

For at følge Solens færd fra øst mod vest var det bare et spørgsmål om at rotere hele arket.

Kan bøjes og strækkes tusindvis af gange

Video: Kirigami for sun-tracking solar cells | Michigan Engineering LabLog

Forskerne afprøvede systemet i laboratoriet med en standard lyskilde. Derefter udregnede de, hvor effektive de bøjelige solceller var i forhold til et drejbart fladt panel.

De fandt, at de bøjelige paneler var næsten lige så gode til at følge Solen som de flade paneler. Årsagen til, at de ikke var helt lige så gode, var blandt andet, at båndene indbyrdes skyggede lidt for hinanden.

Forskerne undersøgte også, om gentagne bøjninger af solcellerne sled på materialet. De fandt, at de ved at justere spalternes længde og på afstanden mellem dem kunne bevare næsten hele bøjeligheden - selv efter tusind bøjninger.

Panelerne kan gøres endnu bedre

Ved at benytte et andet underlag end Kapton kan man endda forbedre metoden endnu mere, skriver forskerne i undersøgelsen.

Kirigami-solpanelerne er ikke bare billigere at producere og montere, de kan også bruges til mobile løsninger og ude i verdensrummet, lyder forslaget fra forskerne i Nature Communications.

Her kan du downloade et ark, som du selv kan prøve at klippe i, enten i pdf-format eller i Word. Se også videoen, der forklarer, hvordan arket bruges.

© forskning.no Oversat af Stephanie Lammers-Clark

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcasts herunder. Du kan også findes os i din podcast-app under navnet 'Videnskab.dk Podcast'.

Videnskabsbilleder

Se de flotteste forskningsfotos på vores Instagram-profil, og læs om det betagende billede af nordlys taget over Limfjorden her.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med omkring en million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk