Nederland / Nederlands

Dertienjarige verhoogt rendement zonnepanelen

25 augustus 2011 - Een jongen van 13 uit de VS heeft een nieuwe manier om zonnepanelen te monteren ontdekt, waarmee 20 tot 50 procent meer rendement kan worden behaald. Aiden Dwyer (13) haalde zijn inspiratie uit de natuur en de wiskunde. De tiener kreeg voor zijn ingeving de “Young Naturalist Award” van het American Museum of Natural History.

Aiden Dwyer bedacht zich dat bomen eigenlijk de oudste en beste zonnecollectoren op aarde zijn. Als een boom de zonnestralen niet goed benut kan een boom niet overleven. Tijdens een wandeling viel de jongen iets op aan de takken van bomen. Hij nam foto’s van de takken van verschillende bomen. Ook onderzocht hij de bomen in zijn eigen achtertuin.

Charles Bonnet zag in 1754 al dat takken en bladeren van planten in bepaalde patronen groeien, de zogenaamde phyllotaxis. Bonnet verwerkte het patroon van de spiraalvormige groei in een formule en zag meteen overeenkomsten met de rij van wiskundige Fibonacci. Deze reeks, waarbij het volgende getal steeds de som is van de voorgaande twee getallen (0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55… enz.) levert een spiraalvorm op die overal in de natuur terug is te vinden: van schelpdieren tot aan patronen in het heelal.

De eikenboom, iep, beuk, wilg en de amandelboom lieten het meest duidelijk een Fibonacci-patroon in de groei van hun bladeren zien. Aiden verzamelde afgevallen boomtakken en noteerde de maten nauwkeurig, zodat hij experimenten kon doen met de precieze rangschikking die ook door bomen wordt toegepast.

De jongen bouwde een standaard van PVC, met vertakkingen die volgens het Fibonacci-patroon van een eikenboom waren gerangschikt. Het patroon was ongeveer 137 graden en de Fibonacci-verhouding 2/5 (na vijf takken heeft de spiraal daarbij twee omwentelingen om de boomstam gemaakt). In plaats van blaadjes, bevestigde de tiener kleine zonnepanelen die in serie geschakeld 1 tot 2 volt leveren.

Vervolgens bouwde Aidan een tweede model, waarbij de zonnepanelen op een rechthoekige plank waren gerangschikt. Een rangschikking die overeenkomt met veel andere moderne zonnepanelen. Hij begon in oktober met het meten van de opbrengst van deze twee modellen met behulp van een datalogger. De metingen werden op verschillende plekken gedaan en bleven doorgaan tot en met december.

Gedurende de eerste periode verzamelde het boom-model 20 procent meer elektriciteit dan het vlakke model en was in staat om per dag 2,5 uur langer zonlicht op te vangen. De meest interessante resultaten werden in december behaald, toen de zon op haar laagste punt in de hemel stond. Het boommodel leverde toen 50 procent meer elektriciteit op. Daarnaast was de zoninstraling 50 procent langer dan het vlakke model.

Aiden kreeg voorlopig patent op zijn model.

Bron: American Museum of Natural History

Bron: www.amnh.org/nationalcenter/youngnaturalistawards/2011/aidan.html

Deel deze pagina