Schmetterling als Solar-Konzentrator
Wissenschaftler haben untersucht, wie Kohlweißlinge ihre Flügel v-förmig der Sonne aussetzen, um am effizientesten Energie für ihren Start zu gewinnen. Die Ergebnisse könnten die Wirkungsgrade von Solarzellen verbessern helfen. Ein Artikel in nature scientific reports.
Wissenschaftler der University of Exeter in Großbritannien erforschten die Flügelhaltung der Schmetterlinge vor dem Start. Sie glauben seitdem, dass sich die Reflexionsbesonderheiten der Schmetterlingsflügel positiv auf die Energiegewinnung durch Photovoltaik übertragen lassen.
Professor Tapas Mallick, Leitautor der Studie, sagte: “Biomimetik ist in den Ingenieurwissenschaften nicht neu. Dennoch eröffnet diese wirklich transdisziplinäre Forschungsarbeit bisher unbekannte Wege zu kostenarmer Solarenergie.”
Der Abstract aus nature scientific reports
„PV-Energieproduktion erfordert umfangreiche Anordnungen von Solarmodulen. Um die Erzeugung sowohl thermischer als auch photovoltaischer Energie zu verbessern, haben wir das Biomimetik-Konzept der Kohlweißlinge (aus der Familie Pieridae) untersucht. Wir prüften die Hypothese, dass die Kohlweißlinge mit ihrer V-förmigen Flügelstellung beim Sonnen die Anordnung von [Parabolrinnen-Kollektoren oder (S_Y)] PV-Generatoren mit Konzentratorsystemen vorwegnehmen. Diese Solarkonzentratoren verbessern zwar die Energieausbeute, sind jedoch ebenso schwer wie sperrig, was ihren Einsatz stark einschränkt.
[note „The humble butterfly could hold the key to unlocking new techniques to make solar energy cheaper and more efficient, pioneering new research has shown.“]
In diesem Artikel zeigen wir, dass die Befestigung von Schmetterlingsflügeln auf einer Solarzelle die Ausgangsleistung um 42,3% steigern kann, was beweist, dass die Flügel in der Tat stark reflektieren. Wichtig in Bezug auf aktuelle Konzentratoren ist, dass mithile der Flügel die Stromausbeute der Module um das Siebzehnache gesteigert werden kann, was ihre Anwendungsmöglichkeiten stark erweitert. Darüber hinaus zeigt eine von den Schmetterlingsflügeln abgehobene einfache Zellschicht das gleiche hohe Reflexionsvermögen, was belegt, daß eine einzelne Schicht aus zellenartigen Strukturen auch eine nützliche Beschichtung [für Solarmodule] bilden kann. Wie erwartet, erhöhten die Flügel die Temperatur der Schmetterlingskörper deutlich, was zeigt, dass die V-förmige Haltung beim Sonnen der Kohlweißlinge tatsächlich die Temperatur ihrer Flugmuskulatur vor dem Start erhöht.“
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