Aidan Dwyer liep door een bos en bedacht: als ik nou zonnepanelen installeer zoals bomen takken en blaadjes maken? Hij ontwierp vervolgens een zonneboom. Tot ieders verrassing bleek deze 20% meer elektriciteit te genereren dan een reguliere zonne-installatie. In de wintermaanden genereerde de boom zelfs 50% meer elektriciteit.
De 13-jarige Aidan maakte gebruik van de Fibonacci reeks bij het ontwerpen van zijn zonneboom. Dit is een al lang bekende serie van getallen die je vaak tegenkomt in de natuur, zoals bij slakkenhuizen, madeliefjes en zonnebloemen. Ook de manier waarop bomen vertakken kan met behulp van de Fibonacci reeks beschreven worden.
De reeks bezit interessante eigenschappen en verbanden met onder andere de gulden snede. De manier waarop de reeks van Fibonacci gedefinieerd is, is een voorbeeld van wat in de wiskunde een recursieve definitie genoemd wordt. Dit betekent dat de elementen vastgelegd worden op basis van één of meer voorgaande elementen.
Het patroon en de corresponderende ratio’s komen overal in de natuur voor en Aidan testte de theorie met behulp van de formule op basis van zijn observaties. Eerst keek hij hoe vaak boomtakken zich afsplitsen en hoe ver ze van elkaar af staan.
Om te achterhalen waarom ze zich op deze manier afsplitsen bouwde hij met behulp van de reeks van Fibonacci een klein zonnepaneel waarbij hij de cellen op specifieke intervallen en hoogten van elkaar plaatste. Hij vergeleek vervolgens de output met identieke cellen die op een rij worden geplaatst.
De studie leverde Aidan in de Verenigde Staten een voorlopig patent op, en zijn ontwerp heeft de aandacht van de zonne-energie industrie.
augustus 19th, 2011 om
Massa-produceren die handel en overal plakken; als de gehele wereld eindelijk hier gebruik van gaat maken, hebben we in ieder geval geen olie meer nodig.
augustus 21st, 2011 om
Ik vind het prachtig dat deze jongen de wonderen van de reeks van Fibonacci ontdekt en hopelijk ook de nog wonderbaarlijker wereld daarachter. Het is interessant wat hij doet, echter je moet wel snappen dat planten en bomen het zo doen omdat ze niet (snel) kunnen bewegen.
In een statische situatie is de spiraalsgewijze setting van bladeren en takken de meest optimale manier zonlicht te vangen. Het vereist een centrum dus een stam. In Nederland is de beste hoek voor zonnepanelen 36 graden. Redelijk plat. Dan vangt een zonepaneel door het hele jaar heen de meeste zonnestralen. Dus als we een bos zouden maken met stammen in deze hoek en panelen op deze wijze geplaatst, ja, dan zou het rendabel zijn. Theoretisch.
Echter de panelen hebben gewicht en vangen wind. Je zult dus enorme constructies moeten lassen. Zoals je al bij hem ziet gebeuren. Of met tien-duizenden hele kleine zonnepaneeltjes gaan werken zoals in een echte boom (en die plannen zijn er ook al – Ja, ja!!)
Maar je ziet de bui waarschijnlijk al hangen: Te veel arbeid, teveel bouwmaterialen, te onderhoud- en breukgevoelig. Dus dat gaat een hele dure grap worden zolang wij geen zelfherstellende en/of groeiende zonnebomen kunnen kweken of bouwen. Plus in onze rechthoekige gebouwde omgeving, naast of op onze eigen huizen zijn die bomen niet handig.
Als je het nog wat grootschaliger bekijkt is het veel handiger om een zonnepaneel in geheel met de zon mee te laten bewegen. Dat kan zelfs met de zonnestroom zelf (en accu voor nacht terugkeer). Dat gaat heel traag. Tandje voor tandje, tikje per minuut. Of men gebruikt parabolische plastic schalen om zonlicht in te concentreren zodat een PV-cel beter werkt. Of men maakt dual en triple-layer cellen waar elke laag een andere frequentie fotonen in stroom om zet.
En dan hebben we het nog niet over thermische zonnecentrales, want die zijn weer een paar keer zo rendabel als PV.
augustus 21st, 2011 om
Adri Ros heeft een goed punt. Statische zonnecellen zijn achterhaald. Grote moderne parken hebben zonnecellen die meebewegen met de zon.
Een ander nadeel van het ontwerp van de 13-jarige Aidan Dwyer is de praktische onhaalbaarheid van zijn ontwerp. 13% winst is maar beperkt gezien zijn ontwerp lastiger te fabriceren, vervoeren en plaatsen is. Uiteraard wel mijn complimenten voor zijn onderzoek en bevindingen.