Ученые создали дешевые солнечные панели. Они гибкие и их можно крепить куда угодно

Ученые из Корнелльского университета начали разработку HelioSkin — легкой и гибкой фотоэлектрической «ткани». Ее можно обернуть вокруг сложной формы, чтобы улучшить поглощение солнечного света. Эта разработка способна увеличить использование солнечной энергии и сократить выбросы CO2 на 28% в сфере отопления, освещения и охлаждения.

HelioSkin помогает решить серьезную экологическую проблему: по словам разработчиков, на здания приходится 40% от общего объема выбросов парниковых газов в США. Продукт предлагает новые возможности для перехода на чистую энергию. Он представляет собой гибкую и эстетически привлекательную солнечную оболочку, которая может покрывать сложные конструкции. Это позволит сократить выбросы CO₂, связанные с отоплением, освещением и охлаждением зданий, на 28%.

Дженни Сабин, профессор архитектуры в Колледже архитектуры, искусства и планирования Корнеллского университета, отметила, что их вдохновляет возможность не только пассивного производства энергии, но и создание особой преобразующей среды в городских и сельских районах.

---

Читать также

Welness в большом городе: как оставаться в ресурсе, балансируя между работой и отдыхом

---

Конструкция объединяет проектирование, цифровое производство и 3D-печать для создания уникальных фильтров и солнечных панелей. Такой подход помогает сохранить архитектурную эстетику и улучшить светопоглощение. Исследование основано на принципах клеточного морфогенеза, который объясняет, как растения адаптируются, чтобы повернуться к солнцу, и на гелиотропизме, описывающем, как подсолнухи следуют за солнечным светом.

Ключевым моментом в понимании этого механизма стало изучение арабидопсиса (Arabidopsis), растения, которое легко поддается исследованию клеток. Когда арабидопсис находится в тени, клетки на его затененной стороне увеличиваются на 25%, что заставляет стебель изгибаться на 90° в сторону солнца. Эта естественная реакция вдохновила разработку гибкой конструкции HelioSkin, которая обеспечивает большую подвижность, требуя при этом меньше энергии. Этого удается достичь с помощью геометрических техник, таких как оригами и киригами.

Как отметила Адриенн Родер, профессор из Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Корнеллского университета: «Мы уже научились переносить механизм отслеживания растительных клеток в архитектурное программное обеспечение Jenny. Теперь наша задача — понять, как перевести этот подход в HelioSkin».

Команда подчеркивает, что разработка HelioSkin была ориентирована на человека, включая обратную связь от пользователей, заинтересованных сторон и специалистов в области энергетических сетей.

Этот совместный подход привел к таким возможностям применения, как, например, использование изменяемых элементов солнечных панелей для создания динамических узоров или размещения рекламы компаниями, стремящимися к нулевым выбросам.

Для достижения этих целей команда активно сотрудничает с E Ink, чтобы интегрировать функции адаптивного отображения, позволяя HelioSkin функционировать как гибкие рекламные панели на стадионах и в торговых центрах.

Метод рулонной печати E Ink, позволяет производить фотоэлектрические листы в больших количествах по разумной цене. Он сопоставим с тем, как изготавливаются перовскитные фотоэлектрические элементы, которые славятся своей доступностью. Основная концепция заключается в печати в двух измерениях, а затем преобразовании материала в три измерения, чтобы он мог плавно округлять сложные формы.

Ранее исследователи из Наньянского технологического университета Сингапура (NTU Singapore) разработали новый метод 3D-печати бетона, который захватывает углерод, повышая прочность и устойчивость материала. Эта инновация значительно сокращает выбросы углекислого газа в строительном секторе за счет включения CO2 непосредственно в бетон, что обещает более экологичное будущее для строительных технологий.