燃燒掉的消費(fèi)看著你的手機(jī)，你意識到電池電量不足，這意味著你必須再次長途跋涉到城里付錢給設(shè)備充電。當(dāng)你回到家時(shí)，天已經(jīng)黑了。你點(diǎn)燃煤油燈，在房間里投下昏暗的光芒。你的大部分收入都會被燈燒掉，并會散發(fā)出有毒氣體。呼吸與燃燒燈相同的空氣可相當(dāng)于每天吸幾包香煙。

太陽能電池板

(太陽能電池提供清潔的能源，但固定太陽能系統(tǒng)的效率是有限的)

三分之一的提升

對于生活在美國的大多數(shù)人來說，這種情況似乎很陌生，但對于生活在發(fā)展中國家的許多人來說，這是一種普遍的現(xiàn)實(shí)。一種可能的解決方案是使用太陽能等離網(wǎng)可再生能源來為現(xiàn)場照明和充電發(fā)電。

在本周于波士頓舉行的2019年美國物理學(xué)會3月會議期間，貝絲公園將展示她的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的一種設(shè)計(jì)，增加太陽能電池捕獲的太陽光量，將其能量產(chǎn)量提高近三分之一。

“在烏干達(dá)，20%至25%的人無法獲得電力，”高露潔大學(xué)副教授帕克斯說。“一個(gè)太陽能電池提供足夠的能量為燈供電，為手機(jī)和收音機(jī)充電。這是一項(xiàng)巨大的生活質(zhì)量改善。”

設(shè)計(jì)原理

雖然太陽能電池板提供了可再生能源的清潔來源，但它們通常安裝在固定的框架上，并且在一天中的特定時(shí)段內(nèi)僅朝向太陽最佳地定向。

Parks之前曾看到一種框架設(shè)計(jì)，可以讓太陽能電池板使用懸掛的重物跟蹤太陽。但該設(shè)計(jì)尚未經(jīng)過測試，無法確定其實(shí)際執(zhí)行情況。它也沒有針對確保商業(yè)可行性和采用的可負(fù)擔(dān)性進(jìn)行優(yōu)化。

在烏干達(dá)富布賴特獎(jiǎng)學(xué)金的一年中，她與Mbarara科技大學(xué)的學(xué)生合作，使用金屬管設(shè)計(jì)框架，當(dāng)?shù)睾腹た梢暂p松獲得和組裝。

“我們用廉價(jià)的材料制作了一個(gè)框架，讓太陽能電池板可以全天跟蹤太陽弧，”帕克斯說。“這種方法可以使太陽能更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的家庭和小企業(yè)在發(fā)展中世界。”

在她的設(shè)計(jì)中，一桶石頭放在框架的西側(cè)，一桶水放在東側(cè)。使用來自水桶的受控泄漏，重量移動并且面板在一天中從東向西緩慢旋轉(zhuǎn)。

小型產(chǎn)業(yè)存在的可能

Parks和她的團(tuán)隊(duì)在烏干達(dá)隨機(jī)測試了20個(gè)設(shè)計(jì)。可移動框架上的太陽能電池比同一位置的固定太陽能電池捕獲的陽光多30%。

“如果這個(gè)框架被采用，它有可能為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)創(chuàng)造一個(gè)小型產(chǎn)業(yè)，”帕克斯說。據(jù)Parks稱，該系統(tǒng)的成本-太陽能電池，電池，充電器和框架-比同類屋頂太陽能電池系統(tǒng)低約10%。這種令人驚訝的簡單，廉價(jià)和巧妙的方法可以增加發(fā)展中國家以及偏離地區(qū)的偏遠(yuǎn)地區(qū)人們所獲取的太陽能。