PV-Leaf is een innovatief product, ontworpen door wetenschappers van Imperial College London. Het is een replica van een echt blad. Geïnspireerd door het proces van natuurlijke transpiratie, kan het efficiënter elektriciteit opwekken. Het produceert doorgaans 10% meer elektriciteit dan traditionele zonnepanelen en biedt een effectieve oplossing tegen oververhitting. Met zijn potentieel voor aanzienlijke energie- en zoetwaterproductie is de PV-Leaf een veelbelovende kandidaat voor de wereldwijde energietransitie.
Het PV-bladontwerp combineert glas, fotovoltaïsche cellen, bamboevezels en hydrogelcellen, waardoor een opmerkelijke replica van een echt blad ontstaat. Dankzij deze technologie kan water zich gelijkmatig door de kunstmatige bladstructuur verspreiden . Vervolgens verdampt dit water aan het oppervlak, waardoor het afkoelt . Dit innovatieve ontwerp maakt pompen, ventilatoren, besturingseenheden en kostbare poreuze materialen overbodig. Het produceert niet alleen meer schoon water en thermische energie, maar past zich ook moeiteloos aan veranderingen in de omgevingstemperatuur en de zonne-instraling aan.
Geïnspireerd door de natuur
Het plantenblad bestaat uit verschillende structuren die de verplaatsing van water van de wortels naar de bladeren van de plant mogelijk maken, via het proces van transpiratie.
Geïnspireerd door de elegantie van plantenbladeren, bootst het ingenieuze PV-bladconcept het natuurlijke transpiratieproces na, waardoor de naadloze beweging, distributie en verdamping van water mogelijk wordt. PV-bladeren onttrekken effectief en economisch warmte aan zonnecellen door bladnerven na te bootsen met natuurlijke vezels en sponscellen te repliceren met hydrogels. Dit is waarschijnlijk de reden waarom dit PV-blad efficiënter is in het oogsten van zonne-energie en water.
Wetenschappers hebben het transpiratieproces van planten nagebootst en ontdekt dat het kunstmatige blad de potentie heeft om meer elektriciteit op te wekken. Verschillende experimenten hebben aangetoond dat een PV-blad meer dan 10% extra elektriciteit kan produceren in vergelijking met traditionele zonnepanelen, die doorgaans tot 70% van de binnenkomende zonne-energie aan de omgeving verliezen. Maar wat is de gemiddelde dagelijkse opbrengst van een zonnepaneel?
Hoge temperaturen leiden tot oververhitting van zonnepanelen, soms tot wel 65° Celsius of meer. Dit heeft grote invloed op hun efficiëntie, omdat verhoogde warmte en temperatuur resulteren in een energetische beweging van elektronen in de halfgeleider. Dit leidt tot een hogere weerstand, wat resulteert in een lagere output.
Dr. Gan Huang , honorair onderzoeker bij de afdeling Chemische Technologie en mede-auteur van de studie, zei: "Dit innovatieve ontwerp biedt enorm veel potentie om de prestaties van zonnepanelen aanzienlijk te verbeteren, terwijl het tegelijkertijd kosteneffectief en praktisch blijft."
Volgens dr. Huang heeft het PV-blad de potentie om teruggewonnen warmte te gebruiken en tegelijkertijd extra thermisch water en zoet water te produceren. Omdat beide binnen hetzelfde onderdeel worden opgewekt, is het mogelijk dat het blad, indien gemeten , jaarlijks miljarden kubieke meters water zou kunnen produceren . Hoewel de technologie nog in ontwikkeling is, is het onderzoeksteam zeer optimistisch over deze uitvinding.
Professor Christos Markides , hoofd van het Clean Energy Processes Laboratory en auteur van de studie, zei: "De implementatie van dit innovatieve, bladachtige ontwerp zou de wereldwijde energietransitie kunnen versnellen en tegelijkertijd twee dringende wereldwijde uitdagingen aanpakken: de behoefte aan meer energie en zoet water."
Dit PV-blad is efficiënter in het opvangen van zonlicht en water, maar wetenschappers hebben zich al eerder laten inspireren door planten voor energieopwekking. Zo ontwikkelde een team van wetenschappers van de Universiteit van Cambridge in mei een kunstmatig blad dat zonlicht gebruikt en water en CO2 omzet in propanol en ethanol. Beide vormen een schoon alternatief voor benzine of diesel.
Bron: Een nieuw, op de natuur geïnspireerd ontwerp voor zonnepanelen met een verhoogde energieopbrengst.
