Strimler av solceller bøyer seg og følger solas gang over himmelen. Japansk klippekunst kan erstatte tung mekanikk, viser en gruppe amerikanske forskere.

– Jeg er veldig fascinert av dette tilsynelatende enkle konseptet, skriver Erik Stensrud Marstein i en e-post til forskning.no. Han er forskningsleder ved Sollaboratoriet på Institutt for energiteknikk.

– Det er lett å se for seg flere løsninger der det å kunne vinkle paneler samtidig som det kommer frem åpninger for lys kan skape veldig spennende muligheter for både fasade- og takmonterte anlegg, fortsetter han.

• Les også: Slik virker en solcelle

Øker effekten

Solceller lager mest strøm hvis peker rett mot sola. Slike paneler finnes. De har motorer som vrir dem i riktig retning.

En slik mekanisme kan øke effektiviteten med mellom en femtedel og nesten en halv gang, ifølge studien som forskerne har publisert i Nature Communications. Likevel er ikke slike motoriserte paneler så vanlige.

Dyre og tunge

Bevegelige deler gjør panelene dyrere å installere og drifte. Panelet må heves over underlaget for å gi plass til aksling og motor.

– Et solcellepanel løftet opp fra underlaget kan i sterk vind fungere som et seil og røske grundig i eventuelt oppheng, skriver Marstein.

– Derfor må man ta i litt når man lager aksler og motorsystemer. Dette øker vekt og kostnad, fortsetter han.

Dreibare paneler må monteres med avstand imellom og er dominerende estetisk. Derfor finnes de knapt på hustak i dag, ifølge Marstein.

• Les også: Lys framtid for solkraft i nord

Strekk og vri

Forskerne fra University of Michigan har latt seg inspirere av kirigami. Dette er japansk papirkunst.

Kirigami ligner på origami, men origami er brettekunst. I kirigami blir papiret også klippet.

Forskerne monterte bøyelige solceller av galliumarsenid på et underlag av plaststoffet Kapton. Dette arket hadde flettede, parallelle spalter. Når arket ble strukket, vred båndene med solceller seg.

Slik virker kirigami-arket med solceller. Solcellene vris til den siden du løfter arket. Slik kan vinkelen mot sola varieres. Last ned arket og prøv selv, enten som pdf eller som Word-dokument!

Forskerne kunne til og med styre hvilken vei båndene vred seg ved å heve den ene eller den andre enden av arket før de dro. Slik kunne båndene vri seg over en dobbelt så stor vinkel og dekke mange forskjellige solhøyder over horisonten.

Å følge solas ferd fra øst mot vest var da bare et spørsmål om å rotere hele arket langs arkflaten.

Tåler tusen bøy og tøy

Forskerne prøvde ut systemet i laboratoriet med en standard lyskilde, og regnet ut hvor effektiv en slik bøyelig solcelle er sammenlignet med et dreibart, flatt panel.

De fant at de bøyelige panelene var nesten like gode til å følge sola som de flate panelene. Årsaken til at de ikke var helt like gode, var blant annet at de forskjellige båndene skygget litt for hverandre.

• Les også: Nytt stoff i solcellene

Forskerne undersøkte også om gjentatte bøyninger av solcellene slet på materialet. De fant ut at ved å justere avstanden mellom spaltene og lengden av dem, kunne de beholde nesten all bøyeligheten selv etter tusen gangers bøyning.

Med andre underlag enn Kapton kan dette forbedres enda mer, skriver forskerne i studien.

Kirigami-solpaneler kan ikke bare bygges billigere og lettere på skråtak. De kan også gjøre nytte for seg i mobile løsninger og i verdensrommet, foreslår forskerne i studien i Nature Communications.

Video fra University of Michigan viser kirigami-solcellen som vris og bøyes.

Referanse og lenke:

Aaron Lamoureux m.fl.: Dynamic kirigami structures for integrated solar Tracking, Nature Communications, 8. september 2015, DOI: 10.1038/ncomms9092, sammendrag.

Art-inspired solar cells, nyhetsmelding fra University of Michigan.

Er du en av de som resonnerer deg frem til hvilken togvogn som vil være minst full, mens du venter på perrongen?

Det gjorde nok også studenten Yizhou Zhang ved Kungliga Tekniska högskolan i Sverige. Han brukte eksamensprosjektet sitt til å utvikle et informasjonssystem som opplyser om hvilke vogner som har best plass, slik at passasjerene kan velge de minst fulle vognene og spre seg utover perrongen mens de venter.

Flest på midten

Etter a ha utviklet systemet kartla Zhang hvordan denne informasjonen endret adferden til de reisende. Han så at flere fikk sitteplass, og at færre ble stående som sild i tønne i de midterste vognene.

– Undersøkelsene jeg har gjort viser at 25 prosent av passasjerene endrer adferd etter å ha sett og hørt informasjon om hvordan trengselen er på kommende tog, sier Yizhou Zhang i en pressemelding.

På T-banestasjonen hvor studien ble gjennomført, Tekniska högskolan i Stockholm, økte antallet passasjerer i bakerste vogn med 8 prosent når informasjonssystemet ble brukt. Antallet passasjerer i den første og midterste vognen gikk ned med 4 prosent.

• Les også: Åtte av ti kollektiv-reisende har smarttelefon

De nye T-banevognene i Stockholm har sensorer som forteller hvor mye vekt som er i vognen. På perrongen kunne passasjerene se denne informasjonen på en skjerm, og beskjeder ble også gitt over høyttaleranlegget.

– Studien viser også at 97 prosent av passasjerene forstod informasjonen som ble gitt om trengselen i det kommende toget, og at 83 prosent syntes det var svært nyttig informasjon, sier Yizhou Zhang.

Han mener bedre informasjon vil gjøre passasjerene mer fornøyde og mer positive til å reise kollektivt. Dessuten tror han systemet kan ha samfunnsøkonomiske gevinster, fordi flere kan bruke reisetiden til å arbeide.

Andre tiltak i Oslo

Også i Oslo er de midterste vognene ofte de fulleste, forteller Cato Asperud som er kommunikasjonssjef i Sporveien Oslo. Men i 2006 fikk T-banen i Oslo sammenhengende vogner, som lar passasjerene spre seg til vognene med mest ledig plass.

– T-banevognene MX 3000 har gjennomgang i halve toglengden. Når disse ble innført i 2006 så vi en kraftig forbedring av fordelingen av passasjerer sammenlignet med de gamle togene med enkeltvogner uten gjennomgang, sier Asperud.

• Les også: Dette gjør vi med mobilen på bussen

Han legger til at Sporveien i Oslo derfor ikke kommer til å iverksette tiltak av typen som ble testet i Stockholm.

– For Oslo kan det være vel så viktig at vi informerer om hvilke avganger som har ledig plass fremfor hvor i toget det er ledig plass. I rushtiden vil det alltid være mange stående, men reisende som ønsker sitteplass kan få dette ved å unngå de mest belagte avgangene, sier Asperud.

Må ta grep

T-banen i Oslo har god plass sammenlignet med de fleste andre undergrunnsbaner i verden, ifølge Asperud. Likevel må Sporveien iverksette tiltak for å håndtere en stor økning i passasjertallet i tiden fremover.

I Oslo kjører en del korte tog, for eksempel de som kjører på den snirklete Holmenkollbanen. Et viktig grep for å unngå trengsel har vært å passe på at disse korte togene kjører like bak lengre tog med større kapasitet, når de kjører gjennom sentrum.

– Ruteendringen som ble gjort i 2012 ga en kraftig forbedring på dette området, og reduserte belastningen på de korte togene betydelig, sier Asperud.

Selv om det kan fortsatt kan være trengsel på T-banen i Oslo, kan det ofte være verre på lokaltogene. Kommunikasjonssjef i NSB Åge-Christoffer Lundeby skriver i en e-post at Jernbaneverket har delt plattformene på større stasjoner opp i forskjellige felt.

• Les også: Bilforbud beste kollektivtiltak

– De har også montert monitorer som viser hvordan toget kommer inn til plattform. Dette gjør at kundene vet hvordan toget blir satt opp på plattformen og kan posisjonere seg deretter. Om det er planlagt ytterligere tiltak må Jernbaneverket svare på, skriver Lundeby.

Statistikk fra Storstockholms Lokaltrafik viser 20 prosent av setene på den røde linjen er tomme mellom klokken halv fem og halv seks, altså midt i rushtrafikken. Det har ikke blitt gjennomført en lignende kartlegging i Oslo, men forskere ved Transportøkonomisk institutt jobber nå med et prosjekt som skal se på hvor godt kapasiteten til kollektivtransporten blir i Oslo blir utnyttet i rushtiden.

Referanse:

Yizhou Zhang, Real Time Crowding Information (RTCI) Provisions: Impacts and Proposed Technical Solution, KTH, mai 2015