©Cornell University
Dit 'zonne-textiel' is mooier dan zonnepanelen en kijkt af bij planten en bloemen
Onderzoekers hebben een flexibele, textiel-achtige variant op zonnepanelen ontwikkeld, die geprint kan worden en rond allerlei complexe vormen gewikkeld kan worden. Ook is er een variant die meedraait met de zon, zoals planten dat doen.
Zonnepanelen zijn nuttig, maar lang niet altijd mooi. Er wordt volop gewerkt aan alternatieven zoals deze zonneramen, of de letterlijk en figuurlijk flexibele oplossing van HelioSkin. Die uitvinding van onderzoekers van de Cornell University is gemaakt met behulp van 3D-printers en e-ink, en zou letterlijk om gebouwen gewikkeld kunnen worden.
De truc van de onderzoekers is om de fotovoltaïsche cellen in 2D en dus plat te printen, en dan uit te snijden in complexe, herhalende structuren die dan allerlei driedimensionale vormen kunnen volgen. Daarbij wordt gekeken naar vouw-technieken als origami en kirigami. "Je kunt niet zomaar een normaal vel papier pakken en iets inpakken, dan komen er allemaal kreukels in", zegt onderzoeker Itai Cohen, professor natuurkunde. "Een van de innovaties die we bedachten, was om het papier te snijden in een patroon van panelen en scharnieren waardoor het lokaal rond deze ronde objecten kan worden uitgerekt. Een tweede strategie die we hebben bedacht, is om stof te gebruiken als een manier om het scharnier te maken. De stof is slap genoeg om je dat scharnierachtige gedrag te geven."
Door in 2D te printen en gebruik te maken van e-ink, kan er snel en relatief betaalbaar gewerkt worden. Ook wordt er dus gekeken naar een techniek waarbij 3D-geprinte zonnecellen aan elkaar worden gekoppeld met speciaal ontworpen scharnieren of met flexibel textiel.
Afkijken bij zonnebloemen
Een tweede stap is het afkijken van de natuur, vaker een succesvolle methode. Planten passen heliotropisme toe, oftewel: ze volgen de hele dag te zon. Het bekendste voorbeeld is de zonnebloem, waarbij de bloemen elke dag van oost naar west draaien terwijl ze de zon volgen. De meeste zonnepanelen staan echter stil, en hoewel er al meebewegende zonnepanelen bestaan, zijn die volgens de onderzoekers van Cornell kwetsbaar voor storingen.
De onderzoekers willen hun zonnepanelen ook de zon laten volgen, en daarbij zoveel mogelijk de bewezen methode van planten en bloemen volgen. Het einddoel is een mechanisch volgende 'zonnehuid' die toegepast kan worden op bijvoorbeeld stadions en wolkenkrabbers. Om tot die schaal te komen, wordt de komende drie jaar eerst op kleinere schaal getest met kleinere zonneschermen voor in tuinen, en later voor in parken.
De onderzoekers hebben vorig jaar al een investering van 650.000 dollar gekregen en dingen nu mee naar een investering van 5 miljoen dollar, die de komende drie jaar aan onderzoek moet dekken. Ook wordt er samenwerkt met de bedrijven E Ink en Rainier Industries; die tweede maakt zonneschermen in allerlei vormen en maten. Het fraaie, flexibele zonnepaneel komt er dus aan, maar het duurt nog wel even.
Meer nieuws over zonnepanelen en schrijf je in voor onze thema-nieuwsbrieven, zodat je al het wetenschapsnieuws in wekelijks in je mail krijgt.