Kirigami, de Japanse kunst van het snijden van papier, gebruiken voor het bouwen van betere zonnepanelen
Ingenieurs die proberen om zonne-energie betaalbaarder te maken voor de gemiddelde gebruiker, hebben al lang een raadsel gehad. Zonnepanelen vangen veel meer energie wanneer ze kunnen schakelen om de beweging van de zon langs de hemel te volgen. Maar de apparaten die nodig zijn om de panelen te verplaatsen zijn duur, en ze zijn over het algemeen te zwaar om te gebruiken op schuine daken. Nu hebben we geleend van de Japanse kunst van het snijden van papier, om een nieuw soort trackingpaneel te maken. Platte kunststofplaten van zonnecellen worden met kleine sneden met een laser gescoord. Wanneer ze worden getrokken, draaien de vellen in drie dimensies en bieden ze verhoogde oppervlakken aan in de richting van de zon. "Hier hebben we een substraat, dat erg dun is. Het is lichtgewicht, het hoeft niet te worden gekanteld met grote steunen of machines ", zegt Max Shtein, universitair hoofddocent materiaalkunde en engineering aan de universiteit. "Het enige dat je hoeft te doen, is het een beetje oprekken." De kirigami zonnecellen zijn het resultaat van een samenwerking tussen Shtein's team en. Shlian, die bekend staat om zijn futuristisch ogende sculpturen gemaakt van geometrisch gevouwen, geplooid en gesneden papier, was enkele jaren geleden door Shtein's lab gekomen, op zoek naar wetenschappers om mee te werken. Hij en Shtein begonnen het meteen. Ze zouden elkaar regelmatig ontmoeten en uitzoeken hoe de expertise van Shlian met het manipuleren van vlakke oppervlakken gebruikt kon worden in een van de projecten van Shtein. Op een dag toonde Shlian Shtein een vorm waarmee hij had gewerkt, waar een papier wordt gesneden met kleine spleten. Toen Shtein aan de uiteinden trok, groeide het uit tot een driedimensionaal netwerk. "Ik dacht 'ah ha, bingo!'" Herinnert Shtein zich. Dit zou perfect zijn voor een zonnepaneel. Het team voerde een simulatie uit met behulp van de kirigami-panelen, gebaseerd op omstandigheden tijdens de zomerzonnestilstand in Arizona. De simulatie suggereerde dat het kirigami-paneel bijna net zo goed werkte als een conventioneel mechanisch aangedreven volgzonnepaneel en dat het 36 procent efficiënter was dan een stationair paneel. De resultaten zijn gerapporteerd in de.? De kirigami-panelen zijn jaren verwijderd van consumentengebruik - Shtein hoopt meer financiering te krijgen om het project verder te ontwikkelen. Maar ze kunnen mogelijk goedkoper zijn dan conventionele panelen. Hoewel de kosten van zonnepanelen in de loop der jaren dramatisch zijn gedaald (ongeveer 75 procent sinds 2009, volgens een International Renewable Energy Agency), is de prijs van de installatie hardnekkig hoog gebleven. De kirigami-panelen zijn waarschijnlijk eenvoudiger te installeren en vereisen minder zwaar gereedschap.? Het project bevindt zich nog in de conceptfase; het team heeft nog geen werkend prototype van het panel gemaakt. Verder testen zal nodig zijn om te zien of de dunne, flexibele zonnepanelen duurzaam genoeg zijn om dagelijks gedurende een periode van jaren in nieuwe posities te worden getrokken. Als het team hoopt een panel te bouwen dat in staat is om 25 jaar lang mee te gaan, zullen de sheets volgens Shtein ongeveer 25.000 bewegingen moeten weerstaan.? "Kan het dat?", Vraagt Shtein. "We hebben het niet zo vaak getest." Het is ook nog niet duidelijk welk mechanisme wordt gebruikt om de panelen uit te rekken, hoewel het waarschijnlijk veel lichter is dan traditionele trackers. ? Hetzelfde kirigami-patroon dat op de zonnepanelen wordt gebruikt, kan toepassingen hebben die ver buiten de zonne-energie liggen, zegt Shtein. Het is mogelijk dat het patroon nuttig kan zijn in camera's en de lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie, hoewel Shtein zegt dat hij niet de vrijheid heeft om veel details te geven. Origami, de bekendste neef van kirigami, is voor velen gebruikt, van hartstents tot ruimtespiegelspiegels tot autoluchtairbags. Kirigami zelf werd onlangs door Cornell-onderzoekers gebruikt om te maken. Gesneden uit grafeen (koolstofplaten met een dikte van één atoom), konden de transistors worden gebruikt om nanomachines te maken voor een onbeperkt aantal doeleinden.?
Kirigami, de Japanse kunst van het snijden van papier, gebruiken voor het bouwen van betere zonnepanelen
Ingenieurs die proberen om zonne-energie betaalbaarder te maken voor de gemiddelde gebruiker, hebben al lang een raadsel gehad. Zonnepanelen vangen veel meer energie wanneer ze kunnen schakelen om de beweging van de zon langs de hemel te volgen. Maar de apparaten die nodig zijn om de panelen te verplaatsen zijn duur, en ze zijn over het algemeen te zwaar om te gebruiken op schuine daken. Nu hebben we geleend van de Japanse kunst van het snijden van papier, om een nieuw soort trackingpaneel te maken. Platte kunststofplaten van zonnecellen worden met kleine sneden met een laser gescoord. Wanneer ze worden getrokken, draaien de vellen in drie dimensies en bieden ze verhoogde oppervlakken aan in de richting van de zon. "Hier hebben we een substraat, dat erg dun is. Het is lichtgewicht, het hoeft niet te worden gekanteld met grote steunen of machines ", zegt Max Shtein, universitair hoofddocent materiaalkunde en engineering aan de universiteit. "Het enige dat je hoeft te doen, is het een beetje oprekken." De kirigami zonnecellen zijn het resultaat van een samenwerking tussen Shtein's team en. Shlian, die bekend staat om zijn futuristisch ogende sculpturen gemaakt van geometrisch gevouwen, geplooid en gesneden papier, was enkele jaren geleden door Shtein's lab gekomen, op zoek naar wetenschappers om mee te werken. Hij en Shtein begonnen het meteen. Ze zouden elkaar regelmatig ontmoeten en uitzoeken hoe de expertise van Shlian met het manipuleren van vlakke oppervlakken gebruikt kon worden in een van de projecten van Shtein. Op een dag toonde Shlian Shtein een vorm waarmee hij had gewerkt, waar een papier wordt gesneden met kleine spleten. Toen Shtein aan de uiteinden trok, groeide het uit tot een driedimensionaal netwerk. "Ik dacht 'ah ha, bingo!'" Herinnert Shtein zich. Dit zou perfect zijn voor een zonnepaneel. Het team voerde een simulatie uit met behulp van de kirigami-panelen, gebaseerd op omstandigheden tijdens de zomerzonnestilstand in Arizona. De simulatie suggereerde dat het kirigami-paneel bijna net zo goed werkte als een conventioneel mechanisch aangedreven volgzonnepaneel en dat het 36 procent efficiënter was dan een stationair paneel. De resultaten zijn gerapporteerd in de.? De kirigami-panelen zijn jaren verwijderd van consumentengebruik - Shtein hoopt meer financiering te krijgen om het project verder te ontwikkelen. Maar ze kunnen mogelijk goedkoper zijn dan conventionele panelen. Hoewel de kosten van zonnepanelen in de loop der jaren dramatisch zijn gedaald (ongeveer 75 procent sinds 2009, volgens een International Renewable Energy Agency), is de prijs van de installatie hardnekkig hoog gebleven. De kirigami-panelen zijn waarschijnlijk eenvoudiger te installeren en vereisen minder zwaar gereedschap.? Het project bevindt zich nog in de conceptfase; het team heeft nog geen werkend prototype van het panel gemaakt. Verder testen zal nodig zijn om te zien of de dunne, flexibele zonnepanelen duurzaam genoeg zijn om dagelijks gedurende een periode van jaren in nieuwe posities te worden getrokken. Als het team hoopt een panel te bouwen dat in staat is om 25 jaar lang mee te gaan, zullen de sheets volgens Shtein ongeveer 25.000 bewegingen moeten weerstaan.? "Kan het dat?", Vraagt Shtein. "We hebben het niet zo vaak getest." Het is ook nog niet duidelijk welk mechanisme wordt gebruikt om de panelen uit te rekken, hoewel het waarschijnlijk veel lichter is dan traditionele trackers. ? Hetzelfde kirigami-patroon dat op de zonnepanelen wordt gebruikt, kan toepassingen hebben die ver buiten de zonne-energie liggen, zegt Shtein. Het is mogelijk dat het patroon nuttig kan zijn in camera's en de lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie, hoewel Shtein zegt dat hij niet de vrijheid heeft om veel details te geven. Origami, de bekendste neef van kirigami, is voor velen gebruikt, van hartstents tot ruimtespiegelspiegels tot autoluchtairbags. Kirigami zelf werd onlangs door Cornell-onderzoekers gebruikt om te maken. Gesneden uit grafeen (koolstofplaten met een dikte van één atoom), konden de transistors worden gebruikt om nanomachines te maken voor een onbeperkt aantal doeleinden.?
Ballonnen, LED lampionnen