13-Jährigem gelingt Durchbruch in Solarenergiegewinnung (Update)

Aidan Dwyer

Erneuerbare Energie ist ein Stichwort, welches in Zeiten von Fukushima und der Klimaerwärmung in aller Munde ist. Windkraftwerke werden in der Nordsee installiert, Solarmodule in der Sahara, und auch die Wasserkraftwerke an Flüssen wie Rhein und Donau nehmen langsam zu. In so mancher Technik stecken Jahrzehnte an Entwicklung und Forschung von Forschergruppen rund um den Globus. Ein amerikanischer Junge schaffte nun in seinem Garten einen Durchbruch in der Solarenergiegewinnung. Er ist 13 Jahre alt.

Als Aidan Dwyer durch den Wald wanderte, überlegte er, ob die Blätter der Bäume einem bestimmten Muster folgten, um die Energiegewinnung zu maximieren und so auch an Tagen mit Schlechtwetter genug Energie zu generieren. Als er, zu Hause angekommen, darüber recherchierte, stieß er auf die Fibonacci-Folge. Diese unendliche Folge, bei der die jeweils folgende Zahl die Summe der beiden vorherigen ist (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …), taucht in der Natur immer wieder auf. So etwa bei der Anordnung der Blätter eines Baumes, wo sie der Maximierung der Lichtausbeute dient. Durch die spezielle Anordnung wird vermieden, dass zwei Blätter sich genau senkrecht gegenüberstehen, oder große “Lichtlücken” entstehen.

Nachdem er die Anordnung der Blätter einer Eiche genauestens studiert hatte, baute er einen eigenen Baum aus PVC-Röhren und arrangierte kleine Solarzellen wie eine kleine Menge Blätter nach dem System der Fibonacci-Folge. Zum Vergleich baute er ein herkömmliches, rechteckiges Solarmodul auf. Beide Systeme versah er mit einem Spannungsmessgerät. Seine Ergebnisse waren eindeutig: Durch die spezielle Anordnung generierten die Solarzellen um bis zu 50 Prozent mehr Energie. Besonders an Wintertagen, wenn die Sonne besonders tief steht, erzeugt Aidans Solarbaum um einiges mehr Energie als das herkömmliche, flache Solarmodul, welches in einem 35 Grad Winkel montiert ist. Ebenso von Bedeutung ist die Tatsache, dass etwa auf Dächern installierte Solarmodule nur bei einer Ausrichtung nach Süden optimale Energieerträge generieren.

Für seine Entdeckung bekam er den “Young Naturalist Award” des amerikanischen Museums für Naturgeschichte verliehen. Nun sucht der Jugendliche nach Möglichkeiten, seine Technik in tatsächliche Solaranlagen zu implementieren, um damit die Solarenergiegewinnung zu revolutionieren. Ein Patent hat er bereits eingebracht.

UPDATE: Die Meldung hat in der gesamten Bloggersphäre für einigen Wirbel gesorgt. Vor allem nachdem ein Blogger das Experiment des Jungen auseinander genommen, und einige Fehler in den von Aidan ermittelten Werten gefunden hat. So habe er fälschlicherweise den Output der Solarzellen in Volt gemessen, welcher laut dem Blogger irrelevant ist, da er nahezu konstant bleibt, unabhängig von der tatsächlichen Energieproduktion. Auch sei es unlogisch, dass mehrere Solarzellen mit einem nicht optimalen Winkel – ungleich 45 Grad – mehr Strom produzieren als die gleiche Menge an Zellen mit einem optimalen Winkel.

[via popsci]

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  1. Ich habe als Kind auch sehr viel mit (teuren) Solar Panel experimentiert, war bei Jugend forscht. Dort gab es auch ähnliche Ideen mit der „Baumähnlich“ Anordnung, und vieles mehr. Unser Stichwort war früher Wasserstoff und Brennstoffzelle. Es hat leider nur unsere Eltern und die Projektgruppe interessiert.

      1. Mit abschreiben meine ich ihr glaubt auch alles.
        Wenn man davon ausgehen würde, dass die Sonne im Verlauf des Tages von allen Seiten mit gleichmäßiger Leistung eine Kugel bestrahlt , dann würde man mit einer solchen Anordnung natürlich einen höheren Wirkungsgrad erreichen als mit einem starr ausgerichteten Panel (darauf sind diese 50% bezigen)
        Nun entspricht dies aber erstens nicht der Realität und zweitens ist die Strahlungsleistung um sagen wir mal um 12 Uhr am höchsten. Eine darauf optimal ausgerichtete starre Solaranlage liefert an einem Tag wohl zigfach so viel Energie wie dieser Spass hier. (Soalrpanels die der Sonne folgen sind sogar nochmals um eineiges besser).
        Das was das Kind hier gemacht hat nichts mit Durchbruch in Solarenergiegewinnung zu tun. Es ist höchstens eine nette kleine Spielerei um zu zeigen wie die Natur Mathematik anwendet.

      2. Interessant finde ich auch, dass auf der englischsprachigen Quelle nicht solche Klugscheißer in den Kommentaren unterwegs sind. Dort wird die Tat des Jungen gewürdigt!

      3. sorry aber was soll ich schreiben: etwa dass der Durchbruch in Solarenergiegewinnung durch diese „Erfindung“ gelungen sei, wie hier in der Überschrift. Das wäre mehr als höchstgradig falsch.

    1. Das hab ich mir auch gedacht. Hört sich ja wirklich interessant an … und so wissenschaftlich untermauert. Ist im Endeffekt totaler Humbug, interessant aber, wie viele so was glauben.

  2. Klingt gut, aber nen so großen Durchbruch nenn ich das jetzt net. man wusste auch vorher, dass durch eine andere oder auch bewegliche Anordnung der Solarzellen, eine höhere Ausbeute möglich ist.
    Aber für nen 13 jährigen schon ne überragende Arbeit, dass anhand von der Natur zu entdecken. Net schlecht, Respekt.

  3. kann mir fast nicht vorstellen, dass der junge als erster drauf gekommen ist, vorallem da es einen kompletten zweig der wissenschaft gibt, der sich mit sochen sachen beschäftigt, die bionik.
    auch ist die natur lange nicht perfekt, evolution ist eher als eine numerische approximation an die bestmögliche lösung zu verstehen.

  4. Beachtliche Leistung! Respekt!

    Allerdings ist auch klar: Der Vergleich der Solarzellenleistung ist gegenüber einem statisch angebrachten Panel.

    Es ist völlig evident, daß seine Konstruktion, so charmant sie auch ist, gegenüber einem Rechteck-Panel, das in Richtung und Neigungswinkel automatisch genau der Sonne nachgeführt wird, stets die energieeffizienteste Lösung sein MUSS! (Kann man halt nicht so bequem auf ein Hausdach montieren.)

    1. Tschuldigung, habe mich verschrieben – der frühe Morgen! :-)
      Ich meinte natürlich:

      Es ist völlig evident, daß seine Konstruktion, so charmant sie auch ist, gegenüber einem Rechteck-Panel, das in Richtung und Neigungswinkel automatisch genau der Sonne nachgeführt wird, stets in Sachen Energieeffizienz verlieren MUSS!

  5. Hätte mich mal interessiert, wie der Zusammenhang zwischen Blattverteilung und Fibonacci-Zahlen nun konkret aussieht. Das scheint mir die eigentliche Leistung des Jungen zu sein.

  6. tolle leistung von dem jungen!

    nur … mag ja sein, dass der gemeine amerikaner (und einige deutsche) nur die ollen pannels auf den wohnhäusern kennen. hochwertige anlagen führen immer nach. d.h. es sind zwei stellmotoren angebracht, damit die pannels der sonne folgen. fertig.
    gibts schon seit vielen jahren und sind einfach top.
    hat natürlich mit den ‚eh meister-gas-wasser-schei…-man , bau mir mal na anlage aufs dach’leuten nicht so viel zu tun.
    andreas

  7. nur mal so nebenbei:

    http://www.intern.de/internet-news/9510-von-solarbaeumen-fibonacci-folgen-und-unbelehrbaren-schreiberlingen.html

    ich finde es schon beängstigend, mit welcher Arroganz so mancher Blogger mittlerweile an den Tag geht, nur weil er auf einen Fehler in einigen Berichten hingewiesen wird. Simple Logik funktioniert bei so manchem gar nicht mehr – und JEDER Versuch, irgendwie Gegenargumente zu liefern, endet mit dem Pauschalvorwurf des „Neiders“.

    Jungs, werdet mal erwachsen und geht die Sache wissenschaftlich an. Denn: Die oberste Motivation eines JEDEN Forschers ist es und muss es sein, seine eigenen Theorien selbst so gut er kann zu widerlegen. Wenn er mit jedem Versuch scheitert, diese zu widerlegen, sind sie also folgerichtig wahr.

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