冬季發(fā)電效率比平板式太陽能電池高50%
科技網(wǎng)|www.stdaily.com 2011年08月24日 來源： 科技日?qǐng)?bào) 作者： 王小龍
本報(bào)訊（記者王小龍）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月23日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國一名13歲的少年發(fā)明了一種樹狀太陽能電池，該電池在冬季的發(fā)電效率比同樣面積、同樣位置的平板式太陽能電池高出近50%。日前，該少年還因此獲得了由美國自然歷史博物館頒發(fā)的青年自然科學(xué)家獎(jiǎng)。
這名男孩名為艾丹·德威爾，是美國紐約州的一名初中生。在一次野外徒步旅行時(shí)，他對(duì)橡樹樹葉和樹枝的獨(dú)特排列方式產(chǎn)生了濃厚的興趣。德威爾認(rèn)為這樣的排列方式一定有其道理，并推測(cè)如果能據(jù)此制造出新的太陽能電池，應(yīng)該會(huì)獲得意想不到的效果。
按照德威爾的理論，樹枝選擇這樣的方式生長是因?yàn)樗首罡撸哼@既保證了絕大多數(shù)樹葉都能接受到陽光照射，也避免了陽光直射和由此產(chǎn)生的陰影。
為證實(shí)這一想法，德威爾對(duì)樹枝和樹葉的排列進(jìn)行了研究，并用量角器等工具進(jìn)行了測(cè)量和計(jì)算。而后用PVC管材和太陽能電池板按照斐波那契數(shù)列的排序方式制作出了一個(gè)小型的“太陽能樹”。為了便于對(duì)比，德威爾還制作了一塊同樣面積的平板式太陽能電池，并在兩個(gè)裝置上都安裝上了電壓讀數(shù)器。
在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后德威爾發(fā)現(xiàn)，樹狀太陽能電池能比平板式太陽能電池獲得更多的日照時(shí)間，從而能將更多的陽光轉(zhuǎn)化為電能。在夏季日照條件較好的情況下，前者的發(fā)電效率要比后者高20%；而在太陽高度角較小的冬季，樹狀太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)更加明顯，在發(fā)電效率上比平板太陽能電池高近50%。
憑借這一發(fā)明和一篇名為《樹木斐波那契序列的秘密》的小論文，德威爾日前獲得了2011年度“青年自然科學(xué)家獎(jiǎng)”。評(píng)獎(jiǎng)方認(rèn)為，德威爾的發(fā)明是太陽能應(yīng)用和研究的一種全新方式，尤其是安放位置較低或日照條件不佳的情況下這種太陽能電池的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
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