Origami ist das japanische Wort für die Kunst des Papierfaltens. Die Geschichte des Origami geht bis zurück ins Jahr 1000 nach Christus und die kunstvollen Papiergebilde sind auch heute noch weit verbreitet. Neben dem künstlerischen Aspekt biete die Kunst des Origami auch immer wieder Inspirationen für die Wissenschaft. Ein Beispiel sind Solarpanels, die sich in Richtung der Sonne falten.


Kalte Sonne
Foto: Cold Sun, Mark Vegas, Flickr, CC BY-SA 2.0

Der perfekte Einfallswinkel sorgt für effiziente Panels

Für jede Solarzelle gibt es einen optimalen Einfallswinkel für das Licht, also einen Winkel, unter dem die Solarzelle am effizientesten arbeitet. Das Problem an der Sache: Im Laufe des Tages verändert sich mit dem Sonnenstand auch der Einfallswinkel, sodass der Idealwert bei fest installierten Solarpanels nur eine kurze Zeit am Tag erreicht wird. Die Lösung ist offensichtlich: Um mit idealer Effizienz arbeiten zu können, muss ein Solarpanel sich an den Stand der Sonne anpassen. Weltweit arbeiten Forscher seit geraumer Zeit an Lösungen, um die oft recht großen und schweren Panels so zu konstruieren, dass sie dem Sonnenstand folgen. Motorisierte Nachfahrtechnik hat dabei den Nachteil, dass sie zum einen recht teuer ist, und zum anderen einen Teil der gewonnen Energie in die Nachführung fließen muss.

Ein Forscherteam rund um Max Shtein von der University of Michigan verfolgt deshalb einen anderen Ansatz. Sie entwarfen ein motorloses System, bei dem eine Oberflächenverformung dafür sorgt, dass das Licht der Sonne stets im perfekten Winkel auf das Panel trifft.


Schnittmuster in Solarpanels

Inspiriert wurden die Forscher dabei von der Kunst des Kirigami, einer Form des Origami, bei der das Falten des Papiers durch Einschnitte unterstützt wird. Das Team schnitt ein zweidimensionales Muster in die Solarpanels, sodass sich die Ausrichtung der Oberfläche durch Dehnung verändern kann.

Durch die neue Technik sind für die Veränderung der Ausrichtung lediglich verhältnismäßig günstige Manipulatoren nötig. Allerdings befindet sich das System noch in der Testphase. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass ihre Technik zu effizienteren Solarpanels führen wird, die ohne aufwendige Nachfahrtechnik auskommen.

 

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