Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Cornell αναπτύσσουν το HelioSkin, ένα ελαφρύ, εύκαμπτο ηλιακό ύφασμα που μπορεί να υφανθεί γύρω από περίπλοκες δομές για να βελτιώσει την απορρόφηση του ηλιακού φωτός.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά άκαμπτα ηλιακά πάνελ, ο μοναδικός σχεδιασμός του HelioSkin είναι τόσο πρακτικός όσο και αισθητικά ευχάριστος, γεγονός που αποτέλεσε κύριο στόχο του πολυεπιστημονικού έργου, καθώς θα μπορούσε να αυξήσει τη χρήση της ηλιακής ενέργειας.
«Αυτό το οποίο μας ενδιαφέρει πραγματικά είναι το πώς το σύστημα θα μπορούσε όχι μόνο να παράγει ενέργεια με παθητικό τρόπο, αλλά να δημιουργήσει περιβάλλοντα μετασχηματισμού σε αστικά ή αστικά-αγροτικά περιβάλλοντα», δήλωσε η Jenny Sabin, καθηγήτρια Αρχιτεκτονικής στο College of Architecture, Art, and Planning στο Πανεπιστήμιο Cornell.
Το HelioSkin είναι μια νέα ηλιακή τεχνολογία εμπνευσμένη από την ανθεκτικότητα της φύσης και το φωτοσυνθετικό πλεονέκτημα που παρατηρείται στα φυτά που παρακολουθούν τον ήλιο. Το έργο αντιμετωπίζει ένα κρίσιμο περιβαλλοντικό ζήτημα: το 40% των συνολικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου των Ηνωμένων Πολιτειών προέρχεται από τα κτίρια.
Σύμφωνα με την ομάδα, αναπτύσσοντας ένα ευέλικτο, αισθητικά ελκυστικό ηλιακό περίβλημα που μπορεί να τυλίγεται γύρω από περίπλοκες δομές, το HelioSkin στοχεύει να ενθαρρύνει την ευρεία υιοθέτηση της ηλιακής ενέργειας, μειώνοντας το 28% των εκπομπών CO2 που συνδέονται με τη θέρμανση, το φωτισμό και την ψύξη στα κτίρια.
Ο σχεδιασμός συνδυάζει υπολογιστικό σχεδιασμό, ψηφιακή κατασκευή και τρισδιάστατη εκτύπωση για να δημιουργήσει προσαρμοσμένα φίλτρα και συγκροτήματα φωτοβολταϊκών πάνελ. Αυτή η μέθοδος διατηρεί την αρχιτεκτονική ομορφιά ενώ βελτιώνει την απορρόφηση του φωτός.
Η έρευνα ενσωματώνει τη γνώση της κυτταρικής μορφογένεσης, η οποία περιγράφει πώς αναπτύσσονται τα φυτικά κύτταρα για να κάμπτονται προς τον ήλιο και τον ηλιοτροπισμό, μια διαδικασία που περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο τα ηλιοτρόπια παρακολουθούν το φως του ήλιου.
Η ομάδα τονίζει ότι η διαδικασία ανάπτυξης του HelioSkin έδωσε έμφαση στον ανθρωποκεντρικό σχεδιασμό, που περιλαμβάνει σχόλια από τελικούς χρήστες, ενδιαφερόμενους φορείς και ειδικούς στα ενεργειακά δίκτυα. Η στρατηγική συνεργασίας αποκάλυψε απρόβλεπτες χρήσεις, όπως η χρήση των αισθητικά ρυθμιζόμενων στοιχείων του ηλιακού δέρματος για δυναμικές αλλαγές μοτίβων ή προβολή διαφημίσεων από μεγάλες εμπορικές επιχειρήσεις που αγωνίζονται για καθαρές μηδενικές εκπομπές. Για να το πετύχει αυτό, η ομάδα συνεργάζεται με την E Ink.
Η ομάδα δημιούργησε ένα σύστημα από πάνελ και μεντεσέδες που τεντώνονται τοπικά για να ξεπεραστεί η δυσκολία του κυκλώματος καμπυλότερων αντικειμένων με επίπεδα φύλλα χωρίς πτυχώσεις. Χρησιμοποίησαν επίσης ύφασμα ως εύκαμπτους μεντεσέδες, οι οποίοι βελτίωσαν την ευελιξία χωρίς να θυσιάσουν τη δομική σταθερότητα.
Η ομάδα ισχυρίζεται ότι η δημιουργική προσέγγιση σχεδίασης επεκτείνει τις πιθανές χρήσεις της ηλιακής τεχνολογίας, συνδυάζοντας τη χρησιμότητα και την ομορφιά.
Πηγή: Interesting Engineering
