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以植物向光性为灵感,全新太阳能系统捕光效率提高 400%

2024-12-24 204


为了让太阳能板能吸收更多日光,太阳能专家与施工人员总是得费心乔好最佳角度,又或是装设追日支架,不过现在美国科学家以植物的向光性为灵感,推出会自动改变角度的太阳能系统,与传统技术相比,能捕获更多、高出 400% 的日光。

传统的太阳能板无法随着日照轨迹而倾斜、变更角度,使太阳能板不能与阳光保持垂直,导致发电效率大打折扣,而新型的智慧追日系统虽然可以调整角度,提高模组发电量,但一般来说这些设备既庞大、成本也相对高昂。

不过现在加州大学洛杉矶分校(UCLA)科学家研发出名为 SunBOT 的太阳能追日系统,就好像是能发电的机械向日葵,会朝着光源方向转移与弯曲,其中人工向日葵 SunBOT 的宽度不到 1 毫米,“茎”是由光奈米材料与热敏感聚合物(thermoresponsive polymer)制成,“花”则是一般常见的太阳能电池。

由于 SunBOT 的茎部位材料具有光敏感与热敏感特性,一旦暴露在光线下,被光照射到的那一侧就会开始加热并收缩,茎随之弯曲、花也刚好可以面向光源,而也因为光照下的花朵阴影,阴影处的茎材料会逐渐冷却并停止收缩,就此固定在原位。

根据团队在《Nature Nanotechnology》发表的论文,SunBOT 适用于各种温度,不管是零下还是摄氏 70 度以上的高温、还是来自不同地方的光源,都能自动、即时地反应,完全不需要人为干预。科学家进一步测试后,发现与不会弯曲的固定式材料相比,SunBOT 捕光效率提高 400%。

团队认为,这项技术将有助于太阳能收集器、太阳帆、自适应讯号接收器、智慧窗户、机器人技术、导引手术等技术,也可以再加装望远镜、雷达、水中听音器(hydrophone)进行高效检测与追踪。

  • Light-loving polymer acts like a sunflower
  • Tiny artificial sunflowers could be used to harvest solar energy
  • Sunflower-like material follows beam of light

(首图来源:pixabay)

2019-11-07 03:25:00

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