محمود حاج‌زمان: بعضی از افراد هستند که با پناه بردن به جنگل، از طبیعت آن برای الهام گرفتن استفاده می‌کنند. آیدان دویر 13 ساله نیز زمانی‌که به جنگل رفته بود، یکی از این لحظات ناب را تجربه کرد که می‌تواند یک انقلاب بزرگ در زمینه طراحی صفحات خورشیدی باشد.
به گزارش پاپ‌ساینس، در یک پیاده‌روی زمستانی در کوهستان‌های کتسکیل، این دانش‌آموز کلاس هفتم الگویی را در میان شاخه درختان مشاهده کرد و متوجه شد که این الگو بیان کننده دنباله فیبوناچی است. آیدان بسیار تعجب کرد و احتمال داد که این موضوع احتمالا باید به فرایند فتوسنتز گیاهان مرتبط باشد.
در آزمایشی ابتکاری، این دانشمند جوان و شجاع، الگوی مربوط به یک درخت بلوط را تقلید کرد. وی قصد داشت تا قابلیت جذب نور خورشید این سیستم را با چیدمان سنتی صفحات خورشیدی که روی سقف ساختمان‌ها نصب می‌شوند مقایسه کند. حدس می‌زنید که وی چه نتیجه‌ای گرفت؟
آیدان با استفاده از دو نقاله 360 درجه دریافت که نسبت‌های موجود در درخت بلوط، بیانگر الگویی مارپیچی برای برگ‌ها و شاخه‌های درخت است. سپس به کمک یک برنامه رایانه‌ای این الگو را کپی کرد و با استفاده از لوله‌های پی‌وی‌سی، یک چیدمان خورشیدی شبیه درخت بلوط ساخت. وی همچنین یک چیدمان مسطح ساخت که مشابه ساختارهایی که روی شیروانی ساختمان‌ها نصب می‌شود، با زاویه 45 درجه قرار گرفته بودند. در نهایت هر دو چیدمان را به داده نگارهایی متصل کرد که ولتاژ تولید شده هر مدل را ثبت می‌کرد.
مشروح نتایج آزمایش آیدان را می‌توانید اینجا مشاهده کنید، اما به طور خلاصه چیدمان درختی آیدان خصوصا در انقلاب زمستانی (اول دی در نیمکره شمالی و اول تیر در نیمکره جنوبی) که خورشید در پایین‌ترین نقطه خود در آسمان قرار دارد، برق به مراتب بیشتری تولید می‌کرد. در انقلاب زمستانی، طرح درختی آیدان بدون نیاز به هر گونه تنظیم زاویه انحراف صفحات، 50 درصد بیشتر برق تولید می‌کرد.
آیدان به این نتیجه رسید که الگوی فیبوناچی درختی به برخی از صفحات خورشیدی اجازه می‌دهد تا حتی زمانی‌که سایر صفحات در سایه قرار دارند، به جمع‌آوری نور خورشید بپردازند. همچنین این الگو مانع از سایه انداختن شاخه‌های یک درخت بر روی سایر شاخه‌ها می‌شود.
اکنون آیدان برای کارآمدتر کردن این چیدمان خورشیدی، در حال مطالعه سایر گونه‌های درختان و بهبود مدل پی‌وی‌سی خود است. همچنین وی برای ثبت اختراع خود اقدام کرده است. طرح آیدان همچنین توانست جایزه طبیعت‌شناس جوان سال 2011 را که از سوی موزه تاریخ طبیعی آمریکا اهدا می‌شود، برای وی به ارمغان آورد.
53275
نظر شما