據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)8月23日(北京時間)報道,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)的青年自然科學家獎。
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,他對橡樹樹葉和樹枝的獨特排列方式產(chǎn)生了濃厚的興趣。德威爾認為這樣的排列方式一定有其道理,并推測如果能據(jù)此制造出新的太陽能電池,應該會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為它效率最高:這既保證了絕大多數(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。
為證實這一想法,德威爾對樹枝和樹葉的排列進行了研究,并用量角器等工具進行了測量和計算。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小型的“太陽能樹”。為了便于對比,德威爾還制作了一塊同樣面積的平板式太陽能電池,并在兩個裝置上都安裝上了電壓讀數(shù)器。
在對數(shù)據(jù)進行分析后德威爾發(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“青年自然科學家獎”。評獎方認為,德威爾的發(fā)明是太陽能應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)勢更為明顯。
總編輯圈點
當煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急,能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時,越來越多的國家開始實行“陽光計劃”。尤其是太陽能電池在邊遠地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村的應用,大大節(jié)省了造價很高的輸電線路。但怎樣才能更大限度地利用太陽能這一近乎無限的能源?年僅13歲的美國少年給我們帶來了驚喜!他發(fā)明的樹狀太陽能電池,冬季發(fā)電效率居然能比平板式太陽能電池提高50%!不得不說,這孩子太有才了!
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